编码于光学振荡器中的传播型 Gottesman-Kitaev-Preskill 态
量子物理
2024-02-14 v1
摘要
要进行有用的量子计算，需要一台具备低错误率、高速量子操作以及互连能力的量子计算机。在单个玻色谐振子中的称为 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 量子比特的逻辑量子比特，对于缓解量子计算机中的错误是高效的。GKP 量子比特尤其引人瞩目的前景在于，其纠缠门以及用于量子纠错的综合测量仅需要高效的、对噪声鲁棒的线性操作。然而，迄今为止，GKP 量子比特仅在高度非线性的物理系统中以机械和微波频率被演示过。天然提供可扩展线性工具箱的物理平台是光学，包括近乎理想的低损耗分束器以及近乎单位效率的同调探测器，后者允许获得用于优化量子纠错的完整模拟综合征。额外的光学线性放大器与专门设计的 GKP 量子比特态，便是实现通用量子计算所需的全部。在本工作中，我们在电信波长的传播光中实现了 GKP 态，并首次在任何损耗校正下对 GKP 态进行同调测量。我们的 GKP 态不仅在室温和大气压下展现出非经典性与非高斯性，而且与现有的静态量子比特方案不同，它们可在传播波系统中实现。这一性质使得大规模量子计算与互连成为可能，并与光纤及 5G 电信技术具有强兼容性。
引用
@article{arxiv.2309.02306,
title = {Propagating Gottesman-Kitaev-Preskill states encoded in an optical oscillator},
author = {Shunya Konno and Warit Asavanant and Fumiya Hanamura and Hironari Nagayoshi and Kosuke Fukui and Atsushi Sakaguchi and Ryuhoh Ide and Fumihiro China and Masahiro Yabuno and Shigehito Miki and Hirotaka Terai and Kan Takase and Mamoru Endo and Petr Marek and Radim Filip and Peter van Loock and Akira Furusawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02306},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 5 figures