短期的な量子フォトニックデバイスでのエラー軽減

タイムスタンプ：4年2021月7日18:XNUMX AM
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大秦蘇1、ロバートイスラエル1、クナル・シャーマ2、Haoyu Qi1、Ish Dhand1、およびKamilBrádler1

1カナダ、オンタリオ州トロントのザナドゥ、M5G 2C8、カナダ
2Hearne Institute for Theoretical Physics and Department of Physics and Astronomy、Louisiana State University、Baton Rouge、LA USA

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抽象

光子損失は、量子フォトニックデバイスの性能を破壊するため、光子損失の影響を抑制することは、フォトニック量子技術にとって最も重要です。 特に、サンプリング確率の推定を改善するために、ガウスボソンサンプリングデバイスの光子損失の影響を軽減するためのXNUMXつのスキームを提示します。 ハードウェアリソースのオーバーヘッドの点で高価なエラー訂正コードを使用する代わりに、私たちのスキームは、ハードウェアの変更を少しだけ必要とするか、変更を必要としません。 当社の損失抑制技術は、追加の測定データを収集するか、測定データが取得された後の従来の後処理に依存しています。 古典的な後処理の適度なコストで、光子損失の影響を一定量の損失に対して大幅に抑制できることを示します。 したがって、提案されたスキームは、短期間のフォトニック量子デバイスのアプリケーションを可能にする重要な要素です。

注目の画像：XNUMXモードのスクイーズド真空状態での光子損失の影響を軽減します。 ここで、$ P（[n、n]）$は、光子数パターン$ [n、n] $を検出する確率です。

人気の要約

ガウスボソンサンプリング（GBS）デバイスは、最も有望な量子フォトニックデバイスのXNUMXつです。 これは最近、特定のサンプリング問題において、従来のコンピューターに対する量子計算の利点を実証するために使用されています。 GBSデバイスは、近い将来、分子ドッキングの問題の解決など、実用的なアプリケーションも見つかる可能性があります。 ただし、GBSデバイスのパフォーマンスは、フォトンの損失によって大幅に低下します。 原則として、光子損失は量子誤り訂正コードを使用して訂正できますが、これらのコードは大きなリソースオーバーヘッドをもたらします。 この作業では、ハードウェアを少し変更するか、変更を加えずに、短期的なGBSデバイスの光子損失の影響を軽減するXNUMXつのスキームを提案します。 支払う代償は、複数の実験と古典的な後処理を実行することです。 この研究は、適度な量の古典的なリソースで光子損失の影響を大幅に抑制できることを発見しました。 したがって、提案された損失軽減スキームは、量子フォトニック技術の短期的な適用に不可欠です。

►BibTeXデータ

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ソース：https://quantum-journal.org/papers/q-2021-05-04-452/

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