1Institut for Fysik, University of Virginia, Charlottesville, VA 22904, USA
2QC82, College Park, MD 20740, USA
3Center for Quantum Computation and Communication Technology, School of Science, RMIT University, Melbourne, VIC 3000, Australien
Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Vi præsenterer en algoritme til pålideligt at generere forskellige kvantetilstande, der er kritiske for kvantefejlkorrektion og universel kontinuerlig variabel (CV) kvanteberegning, såsom Schrödinger-kattetilstande og Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) gittertilstande, ud af Gaussiske CV-klyngetilstande. Vores algoritme er baseret på Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM), som bruger standard gaussisk informationsbehandling på klyngetilstanden med den eneste tilføjelse af lokale fotontal-opløsende målinger. Vi viser, at PhANTM kan anvende polynomiale porte og indlejre kattetilstande i klyngen. Denne metode stabiliserer kattetilstande mod Gaussisk støj og fastholder ikke-Gaussianitet i klyngen. Vi viser, at eksisterende protokoller for avl af kattetilstande kan indlejres i klyngetilstandsbehandling ved hjælp af PhANTM.
Udvalgt billede: PhANTM-målinger udført langs klyngetilstanden bruger klyngetilstandsknuder for at indlejre Schrӧdinger-kattetilstande. Disse kat-tilstande kan derefter bruges til at generere ressourcer til universel kvanteberegning ved at udføre yderligere målinger på klyngetilstandsknuder.
Populært resumé
I dette arbejde udtænker vi en metode til at introducere den nødvendige ikke-Gaussianitet uden ekstra ressourcer blot ved at udføre passende målinger på klyngetilstanden. Disse målinger tager form af fotonsubtraktionsoperationer efterfulgt af den normale homodyndetektion for at teleportere kvanteinformationen. Mens andre metoder til at generere ikke-Gaussiske tilstande, såsom den kubiske fasetilstand, kan kræve opløsning på snesevis af fotoner, har vi kun brug for lav fotontal-opløsning, som er opnåelig med flere forskellige teknologier. Selvom fotonsubtraktion er sandsynligt, betyder den gentagne anvendelse efter teleportering fra homodyne-detektion, at vi vil være næsten sikre på i sidste ende at lykkes, og kun et vist antal overhead-tilstande skal forbruges ved måling. Når en vellykket fotonsubtraktion finder sted, bliver den lokale tilstand, der er viklet ind i klyngen, ikke-Gaussisk og forvandles til en Schrӧdinger-killingetilstand. Gentagne anvendelser af fotonsubtraktion før teleportering øger amplituden af kattetilstanden til et niveau, der afhænger af den klemning, der er til stede i klyngetilstanden. Overraskende nok kan processen bevare kattens tilstandsamplitude selv ved tilstedeværelse af Gaussisk støj på grund af endelig klemning.
Denne proces, som vi kalder Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM), kan forløbe parallelt på mange separate 1-D-kæder i en klyngetilstand. Alle undtagen én klyngetilstandsknude i hver kæde forbruges ved måling, men den sidste umålte node omdannes til en kattilstand. Den lokale kvanteinformation af denne knude kan således bruges som en ikke-Gaussisk ressource, men vigtigst af alt er den forblevet viklet sammen med resten af klyngestatsressourcen. Vi fortsætter derefter med at vise, at metoder til at avle kattetilstande for at producere GKP-tilstande er kompatible med klyngetilstandsformalismen, hvilket betyder, at vores metode både kan generere kattetilstande, som derefter kan avles til universelle beregningsressourcer ved at udføre eksperimentelt tilgængelige målinger på en kontinuerlig -variabel klyngetilstand. Vi motiverer også forbindelser til faseestimeringsprotokoller og giver eksempler for at indikere, at vores metode kan lykkes i nærvær af eksperimentelle ufuldkommenheder og dekohærens.
► BibTeX-data
► Referencer
[1] Michael A. Nielsen og Isaac L. Chuang. Kvanteberegning og kvanteinformation. Cambridge University Press, Cambridge, Storbritannien, 2000. https://doi.org/10.1119/1.1463744.
https:///doi.org/10.1119/1.1463744
[2] Robert Raussendorf og Hans J. Briegel. En envejs kvantecomputer. Phys. Rev. Lett., 86: 5188–5191, maj 2001. 10.1103/PhysRevLett.86.5188. URL https://doi.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.5188.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.5188
[3] NC Menicucci, P. van Loock, M. Gu, C. Weedbrook, TC Ralph og MA Nielsen. Universel kvanteberegning med kontinuert-variable klyngetilstande. Phys. Rev. Lett., 97: 110501, 2006. http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.110501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.110501
[4] Moran Chen, Nicolas C. Menicucci og Olivier Pfister. Eksperimentel realisering af multipartite sammenfiltring af 60 tilstande af en kvanteoptisk frekvenskam. Phys. Rev. Lett., 112: 120505, Mar 2014. 10.1103/PhysRevLett.112.120505. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120505.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120505
[5] Shota Yokoyama, Ryuji Ukai, Seiji C. Armstrong, Chanond Sornphiphatphong, Toshiyuki Kaji, Shigenari Suzuki, Jun-ichi Yoshikawa, Hidehiro Yonezawa, Nicolas C. Menicucci og Akira Furusawa. Ultra-stor-skala kontinuerlig-variable klyngetilstande multiplekset i tidsdomænet. Nat. Photon., 7: 982, 2013. https:///doi.org/10.1038/nphoton.2013.287.
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2013.287
[6] Mikkel V Larsen, Xueshi Guo, Casper R Breum, Jonas S Neergaard-Nielsen og Ulrik L Andersen. Deterministisk generering af en todimensionel klyngetilstand. Science, 366 (6463): 369–372, 2019. 10.1126/science.aay4354. URL https://science.sciencemag.org/content/366/6463/369.
https://doi.org/10.1126/science.aay4354
https://science.sciencemag.org/content/366/6463/369
[7] Warit Asavanant, Yu Shiozawa, Shota Yokoyama, Baramee Charoensombutamon, Hiroki Emura, Rafael N Alexander, Shuntaro Takeda, Jun-ichi Yoshikawa, Nicolas C Menicucci, Hidehiro Yonezawa, et al. Generering af tidsdomæne-multiplekset todimensionel klyngetilstand. Science, 366 (6463): 373–376, 2019. 10.1126/science.aay2645. URL https://science.sciencemag.org/content/366/6463/373.
https://doi.org/10.1126/science.aay2645
https://science.sciencemag.org/content/366/6463/373
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev og John Preskill. Indkodning af en qubit i en oscillator. Phys. Rev. A, 64: 012310, juni 2001. 10.1103/PhysRevA.64.012310. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310
[9] Nicolas C. Menicucci. Fejltolerant målebaseret kvanteberegning med kontinuerlige variable klyngetilstande. Phys. Rev. Lett., 112: 120504, Mar 2014. 10.1103/PhysRevLett.112.120504. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120504.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120504
[10] Henning Vahlbruch, Moritz Mehmet, Karsten Danzmann og Roman Schnabel. Detektion af 15 dB klemte lystilstande og deres anvendelse til den absolutte kalibrering af fotoelektrisk kvanteeffektivitet. Phys. Rev. Lett., 117: 110801, sep. 2016. 10.1103/PhysRevLett.117.110801. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.110801.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.110801
[11] Kosuke Fukui, Akihisa Tomita, Atsushi Okamoto og Keisuke Fujii. Højtærskel fejltolerant kvanteberegning med analog kvantefejlkorrektion. Phys. Rev. X, 8: 021054, maj 2018. 10.1103/PhysRevX.8.021054. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevX.8.021054.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.021054
[12] Mile Gu, Christian Weedbrook, Nicolas C. Menicucci, Timothy C. Ralph og Peter van Loock. Kvanteberegning med kontinuerte variable klynger. Phys. Rev. A, 79: 062318, juni 2009. 10.1103/PhysRevA.79.062318. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.79.062318.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.79.062318
[13] Seth Lloyd og Samuel L. Braunstein. Kvanteberegning over kontinuerte variable. Phys. Rev. Lett., 82: 1784–1787, feb 1999. 10.1103/PhysRevLett.82.1784. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.1784.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.1784
[14] Stephen D. Bartlett, Barry C. Sanders, Samuel L. Braunstein og Kae Nemoto. Effektiv klassisk simulering af kontinuerlige variable kvanteinformationsprocesser. Phys. Rev. Lett., 88: 097904, feb 2002. 10.1103/PhysRevLett.88.097904. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.097904.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.097904
[15] A. Mari og J. Eisert. Positive wigner-funktioner gør klassisk simulering af kvanteberegning effektiv. Phys. Rev. Lett., 109: 230503, dec. 2012. 10.1103/PhysRevLett.109.230503. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.230503.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.230503
[16] Daniel Gottesman. Heisenberg-repræsentationen af kvantecomputere. arXiv preprint quant-ph/9807006, 1998. 10.48550/arXiv.quant-ph/9807006. URL https:///arxiv.org/abs/quant-ph/9807006.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/9807006
arXiv:quant-ph/9807006
[17] Julien Niset, Jaromír Fiurášek og Nicolas J. Cerf. No-go teorem for gaussisk kvantefejlkorrektion. Phys. Rev. Lett., 102: 120501, Mar 2009. 10.1103/PhysRevLett.102.120501. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.120501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.120501
[18] Kyungjoo Noh, SM Girvin og Liang Jiang. Indkodning af en oscillator til mange oscillatorer. Phys. Rev. Lett., 125: 080503, aug 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.080503. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.080503.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.080503
[19] Ben Q. Baragiola, Giacomo Pantaleoni, Rafael N. Alexander, Angela Karanjai og Nicolas C. Menicucci. All-gaussisk universalitet og fejltolerance med Gottesman-kitaev-preskill-koden. Phys. Rev. Lett., 123: 200502, nov. 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.200502. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.200502.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.200502
[20] C. Flühmann, TL Nguyen, M. Marinelli, V. Negnevitsky, K. Mehta og JP Home. Kodning af en qubit i en fanget-ion mekanisk oscillator. Nature, 566 (7745): 513-517, 2019. 10.1038/s41586-019-0960-6. URL https://doi.org/10.1038/s41586-019-0960-6.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0960-6
[21] P. Campagne-Ibarcq, A. Eickbusch, S. Touzard, E. Zalys-Geller, NE Frattini, VV Sivak, P. Reinhold, S. Puri, S. Shankar, RJ Schoelkopf, L. Frunzio, M. Mirrahimi og MH Devoret. Kvantefejlkorrektion af en qubit kodet i gittertilstande af en oscillator. Nature, 584 (7821): 368-372, 2020. 10.1038/s41586-020-2603-3. URL https:///doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3
[22] Brennan de Neeve, Thanh-Long Nguyen, Tanja Behrle og Jonathan P Home. Fejlkorrektion af en logisk gittertilstandsqubit ved dissipativ pumpning. Nature Physics, 18 (3): 296–300, 2022. https:///doi.org/10.1038/s41567-021-01487-7.
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01487-7
[23] M. Dakna, L. Knöll og D.-G. Welsch. Kvantetilstandsteknik ved hjælp af betinget måling på en stråledeler. Eur. Phys. J. D, 3 (3): 295-308, september 1998. ISSN 1434-6060, 1434-6079. 10.1007/s100530050177. URL http:///www.springerlink.com/openurl.asp?genre=article&id=doi:10.1007/s100530050177.
https://doi.org/10.1007/s100530050177
[24] Alexei Ourjoumtsev, Rosa Tualle-Brouri, Julien Laurat og Philippe Grangier. Generering af optiske schrödinger-killinger til kvanteinformationsbehandling. Science, 312 (5770): 83–86, 2006. 10.1126/science.1122858. URL https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1122858.
https://doi.org/10.1126/science.1122858
[25] HM Vasconcelos, L. Sanz og S. Glancy. Helt optisk generering af tilstande til "Kodning af en qubit i en oscillator". Opt. Lett., 35 (19): 3261–3263, okt. 2010. 10.1364/OL.35.003261. URL http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-35-19-3261.
https:///doi.org/10.1364/OL.35.003261
http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-35-19-3261
[26] Miller Eaton, Rajveer Nehra og Olivier Pfister. Ikke-gaussisk og gotesman-kitaev-preskill tilstandsforberedelse ved fotonkatalyse. New Journal of Physics, 21: 113034, 2019. 10.1088/1367-2630/ab5330. URL http://iopscience.iop.org/10.1088/1367-2630/ab5330.
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab5330
[27] GS Thekkadath, BA Bell, IA Walmsley og AI Lvovsky. Engineering schrödinger cat stater med en fotonisk lige paritetsdetektor. Quantum, 4: 239, 2020. https:///doi.org/10.22331/q-2020-03-02-239.
https://doi.org/10.22331/q-2020-03-02-239
[28] Kan Takase, Jun-ichi Yoshikawa, Warit Asavanant, Mamoru Endo og Akira Furusawa. Generering af optiske schrödinger kat tilstande ved generaliseret foton subtraktion. Phys. Rev. A, 103: 013710, januar 2021. 10.1103/PhysRevA.103.013710. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.013710.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.013710
[29] Ilan Tzitrin, J. Eli Bourassa, Nicolas C. Menicucci og Krishna Kumar Sabapathy. Fremskridt hen imod praktisk qubit-beregning ved hjælp af omtrentlige gottesman-kitaev-preskill-koder. Phys. Rev. A, 101: 032315, marts 2020. 10.1103/PhysRevA.101.032315. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032315.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032315
[30] Keith R. Motes, Ben Q. Baragiola, Alexei Gilchrist og Nicolas C. Menicucci. Indkodning af qubits til oscillatorer med atomare ensembler og klemt lys. Phys. Rev. A, 95: 053819, maj 2017. 10.1103/PhysRevA.95.053819. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.053819.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.053819
[31] Yunong Shi, Christopher Chamberland og Andrew Cross. Fejltolerant udarbejdelse af omtrentlige gkp-tilstande. New Journal of Physics, 21 (9): 093007, 2019. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab3a62.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab3a62
[32] Daiqin Su, Casey R. Myers og Krishna Kumar Sabapathy. Konvertering af gaussiske tilstande til ikke-gaussiske tilstande ved hjælp af fotontal-resolverende detektorer. Phys. Rev. A, 100: 052301, nov. 2019. 10.1103/PhysRevA.100.052301. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.100.052301.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.052301
[33] Alexei Ourjoumtsev, Hyunseok Jeong, Rosa Tualle-Brouri og Philippe Grangier. Generering af optiske 'Schrödinger-katte' fra fotonnummertilstande. Nature (London), 448: 784, 2007. doi:10.1038/nature06054.
[34] Hiroki Takahashi, Kentaro Wakui, Shigenari Suzuki, Masahiro Takeoka, Kazuhiro Hayasaka, Akira Furusawa og Masahide Sasaki. Generering af stor-amplitude kohærent-tilstand superposition via ancilla-assisteret foton subtraktion. Phys. Rev. Lett., 101 (23): 233605, december 2008. 10.1103/PhysRevLett.101.233605. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.233605.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.233605
[35] Thomas Gerrits, Scott Glancy, Tracy S. Clement, Brice Calkins, Adriana E. Lita, Aaron J. Miller, Alan L. Migdall, Sae Woo Nam, Richard P. Mirin og Emanuel Knill. Generering af optiske kohærente-state superpositioner ved tal-opløst foton subtraktion fra det sammenpressede vakuum. Phys. Rev. A, 82: 031802, sep. 2010. 10.1103/PhysRevA.82.031802. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.82.031802.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.82.031802
[36] Jean Etesse, Martin Bouillard, Bhaskar Kanseri og Rosa Tualle-Brouri. Eksperimentel generering af klemte kattetilstande med en operation, der tillader iterativ vækst. Phys. Rev. Lett., 114: 193602, maj 2015. 10.1103/PhysRevLett.114.193602. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.193602.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.193602
[37] K. Huang, H. Le Jeannic, J. Ruaudel, VB Verma, MD Shaw, F. Marsili, SW Nam, E Wu, H. Zeng, Y.-C. Jeong, R. Filip, O. Morin og J. Laurat. Optisk syntese af sammenpressede superpositioner med stor amplitude med minimale ressourcer. Phys. Rev. Lett., 115: 023602, jul 2015. 10.1103/PhysRevLett.115.023602. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.023602.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.023602
[38] Alexander E Ulanov, Ilya A Fedorov, Demid Sychev, Philippe Grangier og AI Lvovsky. Tabstolerant tilstandsteknologi til kvanteforbedret metrologi via den omvendte hong-ou-mandel-effekt. Nature communications, 7 (1): 1–6, 2016. https://doi.org/10.1038/ncomms11925.
https:///doi.org/10.1038/ncomms11925
[39] Demid V. Sychev, Alexander E. Ulanov, Anastasia A. Pushkina, Matthew W. Richards, Ilya A. Fedorov og Alexander I. Lvovsky. Forstørrelse af optiske Schrödingers kat stater. Nat. Photon., 11 (6): 379–382, juni 2017. ISSN 1749-4893. 10.1038/nphoton.2017.57. URL https://www.nature.com/articles/nphoton.2017.57.
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2017.57
https:///www.nature.com/articles/nphoton.2017.57
[40] E Knill, R Laflamme og GJ Milburn. Et skema til effektiv kvanteberegning med lineær optik. Nature (London), 409: 46-52, januar 2001. 10.1038/35051009.
https:///doi.org/10.1038/35051009
[41] J. Eli Bourassa, Rafael N. Alexander, Michael Vasmer, Ashlesha Patil, Ilan Tzitrin, Takaya Matsuura, Daiqin Su, Ben Q. Baragiola, Saikat Guha, Guillaume Dauphinais, Krishna K. Sabapathy, Nicolas C. Menicucci og Ish Dhand. Plan for en skalerbar fotonisk fejltolerant kvantecomputer. Quantum, 5: 392, februar 2021. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2021-02-04-392. URL https:///doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392.
https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392
[42] S Takeda og A Furusawa. Mod storstilet fejltolerant universel fotonisk kvanteberegning. APL Photonics, 4 (6): 060902, 2019. https:///doi.org/10.1063/1.5100160.
https:///doi.org/10.1063/1.5100160
[43] Mikkel V. Larsen, Christopher Chamberland, Kyungjoo Noh, Jonas S. Neergaard-Nielsen og Ulrik L. Andersen. Fejltolerant kvanteberegningsarkitektur baseret på kontinuerlig variabel måling. PRX Quantum, 2: 030325, august 2021a. 10.1103/PRXQuantum.2.030325. URL https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030325.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030325
[44] AP Lund, H. Jeong, TC Ralph og MS Kim. Betinget produktion af superpositioner af kohærente tilstande med ineffektiv fotondetektion. Phys. Rev. A, 70 (2), august 2004. ISSN 1050-2947, 1094-1622. 10.1103/PhysRevA.70.020101. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.70.020101.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.70.020101
[45] Changhun Oh og Hyunseok Jeong. Effektiv forstærkning af superpositioner af kohærente tilstande ved hjælp af inputtilstande med forskellige pariteter. Journal of the Optical Society of America B, 35 (11): 2933, november 2018. ISSN 0740-3224, 1520-8540. 10.1364/JOSAB.35.002933. URL https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=josab-35-11-2933.
https:///doi.org/10.1364/JOSAB.35.002933
https:///www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=josab-35-11-2933
[46] Jean Etesse, Rémi Blandino, Bhaskar Kanseri og Rosa Tualle-Brouri. Forslag om en smuthulsfri krænkelse af klokkens uligheder med et sæt enkelte fotoner og homodyne målinger. New Journal of Physics, 16 (5): 053001, 2014. https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/5/053001.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/5/053001
[47] Daniel J. Weigand og Barbara M. Terhal. Generering af gittertilstande fra schrödinger-cat-tilstande uden eftervalg. Phys. Rev. A, 97: 022341, feb 2018. 10.1103/PhysRevA.97.022341. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.022341.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.022341
[48] Christos N. Gagatsos og Saikat Guha. Umulighed at producere vilkårlige ikke-gaussiske tilstande ved hjælp af nul-middel-gaussiske tilstande og partielt fotontal-resolverende detektion. Phys. Rev. Research, 3: 043182, dec. 2021. 10.1103/PhysRevResearch.3.043182. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.043182.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.043182
[49] Ulysse Chabaud, Giulia Ferrini, Frédéric Grosshans og Damian Markham. Klassisk simulering af gaussiske kvantekredsløb med ikke-gaussiske inputtilstande. Phys. Rev. Research, 3: 033018, jul 2021. 10.1103/PhysRevResearch.3.033018. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033018.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033018
[50] Mattia Walschaers, Supratik Sarkar, Valentina Parigi og Nicolas Treps. Skræddersy ikke-gaussiske kontinuerlige variable graftilstande. Phys. Rev. Lett., 121: 220501, nov. 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.220501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.220501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.220501
[51] Mattia Walschaers, Valentina Parigi og Nicolas Treps. Praktiske rammer for betinget ikke-gaussisk kvantetilstandsforberedelse. PRX Quantum, 1: 020305, oktober 2020. 10.1103/PRXQuantum.1.020305. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.1.020305.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.1.020305
[52] Kevin Marshall, Raphael Pooser, George Siopsis og Christian Weedbrook. Gentag-indtil-succes kubisk fase-gate til universel kontinuert-variabel kvanteberegning. Phys. Rev. A, 91: 032321, marts 2015. 10.1103/PhysRevA.91.032321. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.032321.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.91.032321
[53] Francesco Arzani, Nicolas Treps og Giulia Ferrini. Polynomial tilnærmelse af ikke-gaussiske unitarer ved at tælle en foton ad gangen. Phys. Rev. A, 95: 052352, maj 2017. 10.1103/PhysRevA.95.052352. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052352.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052352
[54] JR Johansson, PD Nation, og Franco Nori. QuTiP: En open source Python-ramme for dynamikken i åbne kvantesystemer. Comp. Phys. Comm., 183 (8): 1760–1772, august 2012. ISSN 0010-4655. 10.1016/j.cpc.2012.02.021. URL http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465512000835.
https:///doi.org/10.1016/j.cpc.2012.02.021
http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465512000835
[55] JR Johansson, PD Nation, og Franco Nori. Qutip 2: En pythonramme for dynamikken i åbne kvantesystemer. Computer Physics Communications, 184: 1234–1240, 2013. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2012.11.019.
https:///doi.org/10.1016/j.cpc.2012.11.019
[56] Nathan Killoran, Josh Izaac, Nicolás Quesada, Ville Bergholm, Matthew Amy og Christian Weedbrook. Strawberry fields: En softwareplatform til fotonisk kvanteberegning. Quantum, 3: 129, 2019. https:///doi.org/10.22331/q-2019-03-11-129.
https://doi.org/10.22331/q-2019-03-11-129
[57] Thomas R Bromley, Juan Miguel Arrazola, Soran Jahangiri, Josh Izaac, Nicolás Quesada, Alain Delgado Gran, Maria Schuld, Jeremy Swinarton, Zeid Zabaneh og Nathan Killoran. Anvendelser af kortsigtede fotoniske kvantecomputere: software og algoritmer. Quantum Science and Technology, 5 (3): 034010, 2020. https:///doi.org/10.1088/2058-9565/ab8504.
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/ab8504
[58] Blayney W. Walshe, Ben Q. Baragiola, Rafael N. Alexander og Nicolas C. Menicucci. Kontinuerlig-variabel gate-teleportation og bosonisk kode-fejlkorrektion. Phys. Rev. A, 102: 062411, dec. 2020. 10.1103/PhysRevA.102.062411. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.102.062411.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.062411
[59] Shigenari Suzuki, Masahiro Takeoka, Masahide Sasaki, Ulrik L. Andersen og Fumihiko Kannari. Praktisk oprensningsskema for dekohærente kohærent-state superpositioner via delvis homodyn detektion. Phys. Rev. A, 73: 042304, april 2006. 10.1103/PhysRevA.73.042304. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.73.042304.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.73.042304
[60] Amine Laghaout, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Ioannes Rigas, Christian Kragh, Anders Tipsmark og Ulrik L. Andersen. Forstærkning af realistiske schrödinger-kat-statslignende tilstande ved homodyne varsling. Phys. Rev. A, 87: 043826, april 2013. 10.1103/PhysRevA.87.043826. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.87.043826.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.87.043826
[61] Robert Raussendorf, Daniel E. Browne og Hans J. Briegel. Målebaseret kvanteberegning på klyngetilstande. Phys. Rev. A, 68: 022312, aug 2003. 10.1103/PhysRevA.68.022312. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.022312.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.022312
[62] Rafael N. Alexander, Seiji C. Armstrong, Ryuji Ukai og Nicolas C. Menicucci. Støjanalyse af single-mode gaussiske operationer ved brug af kontinuert-variable klyngetilstande. Phys. Rev. A, 90: 062324, dec. 2014. 10.1103/PhysRevA.90.062324. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.062324.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.062324
[63] Ryuji Ukai, Jun-ichi Yoshikawa, Noriaki Iwata, Peter van Loock og Akira Furusawa. Universelle lineære bogoliubov-transformationer gennem envejs kvanteberegning. Phys. Rev. A, 81: 032315, marts 2010. 10.1103/PhysRevA.81.032315. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.81.032315.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.81.032315
[64] Blayney W. Walshe, Lucas J. Mensen, Ben Q. Baragiola og Nicolas C. Menicucci. Robust fejltolerance for kontinuerligt variable klyngetilstande med overskydende antiklemning. Phys. Rev. A, 100: 010301, juli 2019. 10.1103/PhysRevA.100.010301. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.100.010301.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.010301
[65] E. Knill. Skalerbar kvanteberegning ved tilstedeværelse af store detekterede fejlrater. Phys. Rev. A, 71: 042322, april 2005. 10.1103/PhysRevA.71.042322. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.71.042322.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.71.042322
[66] Krysta M. Svore, Matthew B. Hastings og Michael Freedman. Hurtigere fase estimering. Kvante info. Comput., 14 (3-4): 306-328, mar 2014. ISSN 1533-7146. URL https:///dl.acm.org/doi/abs/10.5555/2600508.2600515.
https:///dl.acm.org/doi/abs/10.5555/2600508.2600515
[67] BM Terhal og D. Weigand. Indkodning af en qubit til en hulrumstilstand i kredsløb qed ved hjælp af faseestimering. Phys. Rev. A, 93: 012315, jan 2016. 10.1103/PhysRevA.93.012315. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.93.012315.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.93.012315
[68] Warit Asavanant, Baramee Charoensombutamon, Shota Yokoyama, Takeru Ebihara, Tomohiro Nakamura, Rafael N Alexander, Mamoru Endo, Jun-ichi Yoshikawa, Nicolas C Menicucci, Hidehiro Yonezawa, et al. Et hundrede trins målebaseret kvanteberegning multiplekset i tidsdomænet med 25 mhz klokfrekvens. arXiv preprint arXiv:2006.11537, 2020. 10.1103/PhysRevApplied.16.034005.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.16.034005
arXiv: 2006.11537
[69] Pei Wang, Moran Chen, Nicolas C. Menicucci og Olivier Pfister. Vævning af kvanteoptiske frekvenskamme til kontinuerte variable hyperkubiske klyngetilstande. Phys. Rev. A, 90: 032325, sep. 2014. 10.1103/PhysRevA.90.032325. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.032325.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.032325
[70] Rafael N. Alexander, Shota Yokoyama, Akira Furusawa og Nicolas C. Menicucci. Universel kvanteberegning med tolags firkantede gitter i tidsmæssig tilstand. Phys. Rev. A, 97: 032302, marts 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032302. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032302.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032302
[71] Mikkel V Larsen, Xueshi Guo, Casper R Breum, Jonas S Neergaard-Nielsen og Ulrik L Andersen. Deterministiske multi-mode porte på en skalerbar fotonisk kvantecomputerplatform. Naturfysik, side 1-6, 2021b. https://doi.org/10.1038/s41567-021-01296-y.
https:///doi.org/10.1038/s41567-021-01296-y
[72] Carlton M. Caves. Kvantemekanisk støj i et interferometer. Phys. Rev. D, 23: 1693–1708, april 1981. 10.1103/PhysRevD.23.1693. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693
[73] Timo Hillmann, Fernando Quijandria, Arne L. Grimsmo og Giulia Ferrini. Ydeevne af teleportationsbaserede fejlkorrektionskredsløb for bosoniske koder med støjende målinger. PRX Quantum, 3: 020334, maj 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.020334. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020334.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020334
[74] Francesco Albarelli, Marco G. Genoni, Matteo GA Paris og Alessandro Ferraro. Ressourceteori om kvante-non-gaussianitet og wigner-negativitet. Phys. Rev. A, 98: 052350, nov. 2018. 10.1103/PhysRevA.98.052350. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.98.052350.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.052350
[75] BM Escher, RL de Matos Filho og L. Davidovich. Generel ramme for estimering af den ultimative præcisionsgrænse i støjende kvanteforstærket metrologi. Nat. Phys., 7 (5): 406–411, 05 2011. 10.1038/nphys1958. URL http://dx.doi.org/10.1038/nphys1958.
https://doi.org/10.1038/nphys1958
[76] Daiji Fukuda, Go Fujii, Takayuki Numata, Kuniaki Amemiya, Akio Yoshizawa, Hidemi Tsuchida, Hidetoshi Fujino, Hiroyuki Ishii, Taro Itatani, Shuichiro Inoue, et al. Titanium-baseret overgangskant-fotonnummeropløsende detektor med 98 % detektionseffektivitet med indeks-matchet fiberkobling med lille hul. Optics express, 19 (2): 870–875, 2011. 10.1364/OE.19.000870.
https:///doi.org/10.1364/OE.19.000870
[77] G Fujii, D Fukuda, T Numata, A Yoshizawa, H Tsuchida og S Inoue. Tynd guldbelagt titanium overgangskantsensor til optisk måling. Journal of Low Temperature Physics, 167 (5): 815–821, 2012. 10.1007/s10909-012-0527-5.
https://doi.org/10.1007/s10909-012-0527-5
[78] Yang Shen, Xingjun Xue, Andrew H Jones, Yiwei Peng, Junyi Gao, Ta Ching Tzu, Matt Konkol og Joe C Campbell. Nær 100 % ekstern kvanteeffektivitet 1550-nm bredspektret fotodetektor. Optics Express, 30 (2): 3047–3054, 2022. 10.1364/OE.447091.
https:///doi.org/10.1364/OE.447091
[79] Matteo GA Paris. Forskydningsoperatør ved stråledeler. Phys. Lett. A, 217 (2): 78-80, juli 1996. ISSN 0375-9601. 10.1016/0375-9601(96)00339-8. URL http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/0375960196003398.
https://doi.org/10.1016/0375-9601(96)00339-8
http:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/0375960196003398
[80] Shengjie Xie, Sylvain Veilleux og Mario Dagenais. On-chip højt ekstinktionsforhold enkelt-trins mach-zehnder interferometer baseret på multimode interferometer. arXiv preprint arXiv:2204.01230, 2022. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230
arXiv: 2204.01230
[81] Adriana E. Lita, Aaron J. Miller og Sae Woo Nam. Tæller nær-infrarøde enkeltfotoner med 95 % effektivitet. Opt. Expr., 16: 3032–3040, 2008. https://doi.org/10.1364/OE.16.003032.
https:///doi.org/10.1364/OE.16.003032
[82] Leonardo Assis Morais, Till Weinhold, Marcelo P. de Almeida, Adriana Lita, Thomas Gerrits, Sae Woo Nam, Andrew G. White og Geoff Gillett. Præcis bestemmelse af foton-nummer i realtid. arXiv:2012.10158 [physics.ins-det], 2020. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2012.10158.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2012.10158
arXiv: 2012.10158
[83] Miller Eaton, Amr Hossameldin, Richard J Birrittella, Paul M Alsing, Christopher C Gerry, Chris Cuevas, Hai Dong og Olivier Pfister. Løsning af 100 fotoner og kvantegenerering af uvildige tilfældige tal. arXiv preprint arXiv:2205.01221, 2022. https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221
arXiv: 2205.01221
[84] Clinton Cahall, Kathryn L. Nicolich, Nurul T. Islam, Gregory P. Lafyatis, Aaron J. Miller, Daniel J. Gauthier og Jungsang Kim. Multi-foton detektion ved hjælp af en konventionel superledende nanotråd enkelt-foton detektor. Optica, 4 (12): 1534–1535, dec. 2017. 10.1364/OPTICA.4.001534. URL http:///www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-4-12-1534.
https:///doi.org/10.1364/OPTICA.4.001534
http:///www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-4-12-1534
[85] Mamoru Endo, Tatsuki Sonoyama, Mikihisa Matsuyama, Fumiya Okamoto, Shigehito Miki, Masahiro Yabuno, Fumihiro China, Hirotaka Terai og Akira Furusawa. Kvantedetektortomografi af en superledende nanostrip-fotonnummeropløsende detektor. Optics Express, 29 (8): 11728–11738, 2021. https:///doi.org/10.1364/OE.423142.
https:///doi.org/10.1364/OE.423142
[86] MJ Fitch, BC Jacobs, TB Pittman og JD Franson. Fotontal-opløsning ved hjælp af tidsmultipleksede enkeltfoton-detektorer. Phys. Rev. A, 68: 043814, oktober 2003. 10.1103/PhysRevA.68.043814. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.043814.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.043814
[87] Daryl Achilles, Christine Silberhorn, Cezary Śliwa, Konrad Banaszek og Ian A. Walmsley. Fiberassisteret detektion med fotonnummeropløsning. Opt. Lett., 28 (23): 2387–2389, dec. 2003. 10.1364/OL.28.002387. URL http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-28-23-2387.
https:///doi.org/10.1364/OL.28.002387
http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-28-23-2387
[88] Rajveer Nehra, Chun-Hung Chang, Qianhuan Yu, Andreas Beling og Olivier Pfister. Fotontal-opløselige segmenterede detektorer baseret på enkeltfoton lavinefotodioder. Opt. Express, 28 (3): 3660–3675, feb 2020. 10.1364/OE.380416. URL http:///www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-28-3-3660.
https:///doi.org/10.1364/OE.380416
http:///www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-28-3-3660
[89] Kaikai Liu, Naijun Jin, Haotian Cheng, Nitesh Chauhan, Matthew W Puckett, Karl D Nelson, Ryan O Behunin, Peter T Rakich og Daniel J Blumenthal. Ultralavt tab på 0.034 db/m integreret fotonik i waferskala, der realiserer 720 millioner q og 380 $mu$w tærskelbrillouin-lasing. Optics letters, 47 (7): 1855–1858, 2022. https:///doi.org/10.1364/OL.454392.
https:///doi.org/10.1364/OL.454392
[90] J. Zang, Z. Yang, X. Xie, M. Ren, Y. Shen, Z. Carson, O. Pfister, A. Beling og JC Campbell. Høj kvanteeffektiv uni-traveling-carrier fotodiode. IEEE Photonics Technology Letters, 29 (3): 302–305, feb 2017. 10.1109/LPT.2016.2647638.
https:///doi.org/10.1109/LPT.2016.2647638
[91] Young-Sik Ra, Adrien Dufour, Mattia Walschaers, Clément Jacquard, Thibault Michel, Claude Fabre og Nicolas Treps. Ikke-gaussiske kvantetilstande af et multimode lysfelt. Nature Physics, 16 (2): 144-147, 2020. https://doi.org/10.1038/s41567-019-0726-y.
https:///doi.org/10.1038/s41567-019-0726-y
[92] TC Ralph, A. Gilchrist, GJ Milburn, WJ Munro og S. Glancy. Kvanteberegning med optisk sammenhængende tilstande. Phys. Rev. A, 68: 042319, oktober 2003. 10.1103/PhysRevA.68.042319. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319
[93] Jacob Hastrup og Ulrik Lund Andersen. Alt-optisk kat-kode kvantefejlkorrektion. arXiv preprint arXiv:2108.12225, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225
arXiv: 2108.12225
Citeret af
Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.
