1Факультет физики, Университет Вирджинии, Шарлоттсвилль, Вирджиния 22904, США
2QC82, Колледж-Парк, Мэриленд, 20740, США
3Центр квантовых вычислений и коммуникационных технологий, Школа наук, Университет RMIT, Мельбурн, ВИК 3000, Австралия
Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.
Абстрактные
Мы представляем алгоритм для надежной генерации различных квантовых состояний, критически важных для квантовой коррекции ошибок и универсальных квантовых вычислений с непрерывной переменной (CV), таких как состояния кота Шрёдингера и состояния сетки Готтесмана-Китаева-Прескила (GKP), из гауссовых кластерных состояний CV. Наш алгоритм основан на методе телепортации узлов с помощью подсчета фотонов (PhANTM), который использует стандартную гауссовскую обработку информации о состоянии кластера с добавлением только локальных измерений разрешения количества фотонов. Мы показываем, что PhANTM может применять полиномиальные вентили и встраивать состояния кошек в кластер. Этот метод стабилизирует кошачьи состояния по отношению к гауссовскому шуму и увековечивает негауссовость внутри кластера. Мы показываем, что существующие протоколы для размножения состояний кошек могут быть встроены в обработку состояний кластера с использованием PhANTM.
Рекомендуемое изображение: измерения PhANTM, выполняемые по состоянию кластера, используют узлы состояния кластера для встраивания состояний кота Шредингера. Затем эти состояния кошек можно использовать для создания ресурсов для универсальных квантовых вычислений путем выполнения дополнительных измерений на узлах состояния кластера.
Популярное резюме
В этой работе мы разрабатываем метод введения требуемой негауссовости без вспомогательных ресурсов, просто выполняя соответствующие измерения состояния кластера. Эти измерения принимают форму операций вычитания фотонов, за которыми следует обычное гомодинное обнаружение для телепортации квантовой информации. В то время как другие методы создания негауссовских состояний, такие как состояние кубической фазы, могут потребовать разрешения в десятки фотонов, нам нужно только низкое разрешение по числу фотонов, которое достижимо с помощью нескольких различных технологий. Хотя вычитание фотонов является вероятностным, повторное применение после телепортации из обнаружения гомодина означает, что мы почти наверняка в конечном итоге добьемся успеха, и только некоторое количество служебных мод должно быть потреблено измерением. Когда происходит успешное вычитание фотона, локальное состояние, запутанное в кластере, становится негауссовым и превращается в состояние котенка Шредингера. Повторные применения вычитания фотонов перед телепортацией увеличивают амплитуду состояния кошки до уровня, который зависит от сжатия, присутствующего в состоянии кластера. Удивительно, но процесс может сохранять амплитуду состояния кошки даже в присутствии гауссовского шума из-за конечного сжатия.
Этот процесс, который мы называем методом телепортации узлов с помощью подсчета фотонов (PhANTM), может происходить параллельно во многих отдельных одномерных цепочках в состоянии кластера. Все, кроме одного узла состояния кластера в каждой цепочке, используются для измерения, но последний неизмеряемый узел преобразуется в состояние кота. Таким образом, локальная квантовая информация этого узла может использоваться как негауссовский ресурс, но, что важно, она остается запутанной с остальной частью ресурса состояния кластера. Затем мы переходим к демонстрации того, что методы размножения кошачьих состояний для получения состояний GKP совместимы с формализмом кластерного состояния, а это означает, что наш метод может генерировать кошачьи состояния, которые затем могут быть объединены в универсальные вычислительные ресурсы путем выполнения экспериментально доступных измерений на непрерывном -переменное состояние кластера. Мы также мотивируем связи с протоколами оценки фазы и приводим примеры, показывающие, что наш метод может быть успешным при наличии экспериментальных несовершенств и декогерентности.
► Данные BibTeX
► Рекомендации
[1] Майкл А. Нильсен и Исаак Л. Чуанг. Квантовые вычисления и квантовая информация. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 2000 г. https:///doi.org/10.1119/1.1463744.
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1463744
[2] Роберт Рауссендорф и Ганс Дж. Бригель. Односторонний квантовый компьютер. физ. Rev. Lett., 86: 5188–5191, май 2001 г. 10.1103/PhysRevLett.86.5188. URL https:///doi.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.5188.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.5188
[3] Н. С. Меникуччи, П. ван Лоок, М. Гу, К. Видбрук, Т. С. Ральф и М. А. Нильсен. Универсальные квантовые вычисления с непрерывно-переменными кластерными состояниями. физ. Rev. Lett., 97: 110501, 2006. http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.110501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.110501
[4] Моран Чен, Николас С. Меникуччи и Оливье Пфистер. Экспериментальная реализация многочастичной запутанности 60 мод квантовой оптической гребенки частот. физ. Rev. Lett., 112: 120505, март 2014 г. 10.1103/PhysRevLett.112.120505. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120505.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.120505
[5] Шота Ёкояма, Рюдзи Укай, Сэйдзи С. Армстронг, Чанонд Сорнпхипхатфонг, Тосиюки Кадзи, Сигенари Судзуки, Джун-ити Ёсикава, Хидэхиро Йонезава, Николас С. Меникуччи и Акира Фурусава. Сверхкрупномасштабные кластерные состояния с непрерывной переменной, мультиплексированные во временной области. Нац. Фотон., 7: 982, 2013. https:///doi.org/10.1038/nphoton.2013.287.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2013.287
[6] Миккель В. Ларсен, Сюеши Го, Каспер Р. Бреум, Йонас С. Неергаард-Нильсен и Ульрик Л. Андерсен. Детерминированная генерация двумерного состояния кластера. 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/ содержание / 366/6463/369
[7] Варит Асаванант, Ю Сиодзава, Шота Ёкояма, Барами Чароэнсомбутамон, Хироки Эмура, Рафаэль Н. Александр, Шунтаро Такеда, Джун-ити Ёсикава, Николас С. Меникуччи, Хидэхиро Йонезава и др. Генерация мультиплексированного во временной области двумерного состояния кластера. 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/ содержание / 366/6463/373
[8] Даниэль Готтесман, Алексей Китаев и Джон Прескилл. Кодирование кубита в осцилляторе. физ. Rev. A, 64: 012310, июнь 2001 г. 10.1103/PhysRevA.64.012310. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310
[9] Николас К. Меникуччи. Отказоустойчивые квантовые вычисления на основе измерений с непрерывными переменными состояниями кластера. физ. Rev. Lett., 112: 120504, март 2014 г. 10.1103/PhysRevLett.112.120504. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.120504
[10] Хеннинг Фальбрух, Мориц Мехмет, Карстен Данцманн и Роман Шнабель. Обнаружение сжатых состояний света на 15 дБ и их применение для абсолютной калибровки фотоэлектрической квантовой эффективности. физ. Rev. Lett., 117: 110801, сентябрь 2016 г. 10.1103/PhysRevLett.117.110801. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.110801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.110801
[11] Косуке Фукуи, Акихиса Томита, Ацуши Окамото и Кейсуке Фуджи. Высокопороговые отказоустойчивые квантовые вычисления с аналоговой квантовой коррекцией ошибок. физ. X, 8: 021054, май 2018 г. 10.1103/PhysRevX.8.021054. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.021054.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021054
[12] Майл Гу, Кристиан Видбрук, Николас С. Меникуччи, Тимоти С. Ральф и Питер ван Лоок. Квантовые вычисления с кластерами с непрерывной переменной. физ. Rev. A, 79: 062318, июнь 2009 г. 10.1103/PhysRevA.79.062318. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.79.062318.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.062318
[13] Сет Ллойд и Сэмюэл Л. Браунштейн. Квантовые вычисления над непрерывными переменными. физ. Rev. Lett., 82: 1784–1787, февраль 1999 г. 10.1103/PhysRevLett.82.1784. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.1784.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.82.1784
[14] Стивен Д. Бартлетт, Барри С. Сандерс, Сэмюэл Л. Браунштейн и Кае Немото. Эффективное классическое моделирование квантовых информационных процессов с непрерывной переменной. физ. Rev. Lett., 88: 097904, февраль 2002 г. 10.1103/PhysRevLett.88.097904. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.097904.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.097904
[15] А. Мари и Дж. Эйзерт. Положительные функции Вигнера делают классическое моделирование квантовых вычислений эффективным. физ. Rev. Lett., 109: 230503, декабрь 2012 г. 10.1103/PhysRevLett.109.230503. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.230503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.230503
[16] Даниэль Готтесман. Гейзенберговское представление квантовых компьютеров. Препринт arXiv 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: колич-фот / 9807006
[17] Жульен Нисет, Яромир Фиурашек и Николас Дж. Серф. Теорема о невозможности для гауссовой квантовой коррекции ошибок. физ. Rev. Lett., 102: 120501, март 2009 г. 10.1103/PhysRevLett.102.120501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.120501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120501
[18] Кёнджу Но, С. М. Гирвин и Лян Цзян. Кодирование осциллятора во множество осцилляторов. физ. Rev. Lett., 125: 080503, август 2020 г. 10.1103/PhysRevLett.125.080503. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.080503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.080503
[19] Бен К. Бараджола, Джакомо Панталеони, Рафаэль Н. Александр, Анджела Каранджай и Николас К. Меникуччи. Всегауссовская универсальность и отказоустойчивость с кодом gottesman-kitaev-preskill. физ. Rev. Lett., 123: 200502, ноябрь 2019 г. 10.1103/PhysRevLett.123.200502. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.200502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.200502
[20] К. Флюманн, Т. Л. Нгуен, М. Маринелли, В. Негневицкий, К. Мехта и Дж. П. Хоум. Кодирование кубита в механическом осцилляторе с захваченными ионами. 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] П. Кампань-Ибарк, А. Эйкбуш, С. Тузар, Э. Залис-Геллер, Н. Е. Фраттини, В. В. Сивак, П. Рейнхольд, С. Пури, С. Шанкар, Р. Дж. Шолкопф, Л. Фрунцио, М. Миррахими и МХ Деворет. Квантовая коррекция ошибок кубита, закодированного в состояниях сетки осциллятора. 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] Бреннан де Нив, Тхань-Лонг Нгуен, Таня Берле и Джонатан Пи Хоум. Исправление ошибок кубита состояния логической сетки с помощью диссипативной накачки. 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] М. Дакна, Л. Кнёлль и Д.-Г. валлийский Квантовая инженерия состояния с использованием условного измерения светоделителя. Евро. физ. JD, 3 (3): 295–308, сентябрь 1998 г. 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] Алексей Уржумцев, Роза Туаль-Брури, Жюльен Лора, Филипп Гранжье. Генерация оптических котят Шредингера для квантовой обработки информации. 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] Х. М. Васконселос, Л. Санс и С. Гланси. Полностью оптическая генерация состояний для «Кодирования кубита в генераторе». Опц. Lett., 35 (19): 3261–3263, октябрь 2010 г. 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] Миллер Итон, Раджвир Нера и Оливье Пфистер. Подготовка негауссовского и готтсман-китаевского состояний фотонным катализом. 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] Г. С. Теккадат, Б. А. Белл, И. А. Уолмсли и А. И. Львовский. Инженерные состояния кота Шредингера с фотонным детектором четности. 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] Кан Такасэ, Джун-ити Йошикава, Варит Асаванант, Мамору Эндо и Акира Фурусава. Генерация состояний оптического кота Шредингера путем обобщенного вычитания фотонов. физ. Rev. A, 103: 013710, январь 2021 г. 10.1103/PhysRevA.103.013710. URL-адрес https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.013710.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.013710
[29] Илан Цитрин, Дж. Эли Бурасса, Николя С. Меникуччи и Кришна Кумар Сабапати. Переход к практическому вычислению кубитов с использованием приблизительных кодов Готтесмана-Китаева-предварительного навыка. физ. Rev. A, 101: 032315, март 2020 г. 10.1103/PhysRevA.101.032315. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.032315
[30] Кейт Р. Моутс, Бен К. Бараджола, Алексей Гилкрист и Николас К. Меникуччи. Кодирование кубитов в генераторы с атомными ансамблями и сжатым светом. физ. Rev. A, 95: 053819, май 2017 г. 10.1103/PhysRevA.95.053819. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.053819.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.053819
[31] Юнонг Ши, Кристофер Чемберленд и Эндрю Кросс. Отказоустойчивая подготовка приблизительных состояний gkp. 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] Дайкин Су, Кейси Р. Майерс и Кришна Кумар Сабапати. Преобразование гауссовских состояний в негауссовские состояния с использованием детекторов с разрешением числа фотонов. физ. Rev. A, 100: 052301, ноябрь 2019 г. 10.1103/PhysRevA.100.052301. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.052301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.052301
[33] Алексей Урджумцев, Хёнсок Чон, Роза Туалле-Брури и Филипп Гранжье. Генерация оптических "котов Шрёдингера" из числовых состояний фотонов. Nature (Лондон), 448: 784, 2007. doi:10.1038/nature06054.
[34] Хироки Такахаси, Кентаро Вакуи, Сигенари Судзуки, Масахиро Такеока, Казухиро Хаясака, Акира Фурусава и Масахидэ Сасаки. Генерация суперпозиции когерентных состояний большой амплитуды посредством вычитания фотонов с помощью Ancilla. физ. Rev. Lett., 101 (23): 233605, декабрь 2008 г. 10.1103/PhysRevLett.101.233605. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.233605.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.233605
[35] Томас Герритс, Скотт Глэнси, Трейси С. Клемент, Брайс Калкинс, Адриана Э. Лита, Аарон Дж. Миллер, Алан Л. Мигдалл, Сае Ву Нам, Ричард П. Мирин и Эмануэль Нилл. Генерация оптических когерентных суперпозиций путем вычитания фотонов с числовым разрешением из сжатого вакуума. физ. Rev. A, 82: 031802, сентябрь 2010 г. 10.1103/PhysRevA.82.031802. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.82.031802.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.82.031802
[36] Жан Этес, Мартен Буйяр, Бхаскар Кансери и Роза Туалле-Брури. Экспериментальное создание состояний сжатого кота с операцией, допускающей итеративный рост. физ. Rev. Lett., 114: 193602, май 2015 г. 10.1103/PhysRevLett.114.193602. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.193602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.193602
[37] К. Хуанг, Х. Ле Жанник, Дж. Руодель, В. Б. Верма, М. Д. Шоу, Ф. Марсили, С. В. Нам, Э. Ву, Х. Цзэн, Ю.-К. Чон, Р. Филип, О. Морин и Дж. Лора. Оптический синтез сжатых когерентных состояний большой амплитуды с минимальными ресурсами. физ. Rev. Lett., 115: 023602, июль 2015 г. 10.1103/PhysRevLett.115.023602. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.023602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.023602
[38] Александр Е. Уланов, Илья А. Федоров, Демид Сычев, Филипп Гранжье, А. И. Львовский. Инженерия состояния, устойчивая к потерям, для метрологии с квантовым усилением с помощью обратного эффекта Хонга-Оу-Манделя. Nature Communications, 7 (1): 1–6, 2016. https:///doi.org/10.1038/ncomms11925.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11925
[39] Демид В. Сычев, Александр Е. Уланов, Анастасия А. Пушкина, Мэтью В. Ричардс, Илья А. Федоров и Александр И. Львовский. Расширение состояний оптического кота Шредингера. Нац. Фотон., 11 (6): 379–382, июнь 2017 г. 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] Э. Книл, Р. Лафламм и Г. Дж. Милберн. Схема эффективных квантовых вычислений с линейной оптикой. Nature (Лондон), 409: 46–52, январь 2001 г. 10.1038/35051009.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051009
[41] Дж. Эли Бурасса, Рафаэль Н. Александр, Майкл Фасмер, Ашлеша Патил, Илан Цитрин, Такая Мацуура, Дайкин Су, Бен К. Бараджола, Сайкат Гуха, Гийом Дофине, Кришна К. Сабапати, Николас К. Меникуччи и Иш Дханд. Проект масштабируемого фотонного отказоустойчивого квантового компьютера. Quantum, 5: 392, февраль 2021 г. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2021-02-04-392. URL-адрес https:///doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392.
https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392
[42] Такэда С. и Фурусава А. К крупномасштабным отказоустойчивым универсальным фотонным квантовым вычислениям. APL Photonics, 4 (6): 060902, 2019. https:///doi.org/10.1063/1.5100160.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5100160
[43] Миккель В. Ларсен, Кристофер Чемберленд, Кёнджу Но, Йонас С. Ниргаард-Нильсен и Ульрик Л. Андерсен. Отказоустойчивая архитектура квантовых вычислений на основе измерений с непрерывными переменными. PRX Quantum, 2: 030325, август 2021a. 10.1103/PRXQuantum.2.030325. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030325.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030325
[44] А. П. Лунд, Х. Чжон, Т. С. Ральф и М. С. Ким. Условное производство суперпозиций когерентных состояний с неэффективным обнаружением фотонов. физ. Ред. А, 70 (2), август 2004 г. 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] Чанхун О и Хёнсок Чон. Эффективное усиление суперпозиций когерентных состояний с использованием входных состояний с разной четностью. Журнал Оптического общества Америки B, 35 (11): 2933, ноябрь 2018 г. 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] Жан Этесс, Реми Бландино, Бхаскар Кансери и Роза Туалле-Брури. Предложение по безотказному нарушению неравенств Белла с помощью набора одиночных фотонов и гомодинных измерений. 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] Дэниел Дж. Вейганд и Барбара М. Терхал. Генерация состояний сетки из состояний кота Шредингера без поствыборки. физ. Rev. A, 97: 022341, февраль 2018 г. 10.1103/PhysRevA.97.022341. URL-адрес https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.022341.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022341
[48] Христос Н. Гагацос и Сайкат Гуха. Невозможность создания произвольных негауссовских состояний с использованием гауссовских состояний с нулевым средним и частичного разрешения количества фотонов. физ. Rev. Research, 3: 043182, декабрь 2021 г. 10.1103/PhysRevResearch.3.043182. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.043182.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043182
[49] Улисс Шабо, Джулия Феррини, Фредерик Гроссанс и Дамиан Маркхэм. Классическое моделирование гауссовых квантовых схем с негауссовыми входными состояниями. физ. Rev. Research, 3: 033018, июль 2021 г. 10.1103/PhysRevResearch.3.033018. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033018.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033018
[50] Маттиа Вальшерс, Супратик Саркар, Валентина Париджи и Николя Трепс. Адаптация негауссовых состояний графа с непрерывной переменной. физ. Rev. Lett., 121: 220501, ноябрь 2018 г. 10.1103/PhysRevLett.121.220501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.220501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.220501
[51] Маттиа Вальшерс, Валентина Париджи и Николя Трепс. Практическая основа для подготовки условного негауссовского квантового состояния. PRX Quantum, 1: 020305, октябрь 2020 г. 10.1103/PRXQuantum.1.020305. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.1.020305.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.1.020305
[52] Кевин Маршалл, Рафаэль Пузер, Джордж Сиопсис и Кристиан Уидбрук. Кубический фазовый вентиль с повторением до успеха для универсальных квантовых вычислений с непрерывной переменной. физ. Rev. A, 91: 032321, март 2015 г. 10.1103/PhysRevA.91.032321. URL-адрес https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.91.032321.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.032321
[53] Франческо Арзани, Николя Трепс и Джулия Феррини. Полиномиальная аппроксимация негауссовских унитаров путем подсчета одного фотона за раз. физ. Rev. A, 95: 052352, май 2017 г. 10.1103/PhysRevA.95.052352. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052352.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.052352
[54] Дж. Р. Йоханссон, PD Nation и Франко Нори. QuTiP: платформа Python с открытым исходным кодом для динамики открытых квантовых систем. Комп. физ. Comm., 183 (8): 1760–1772, август 2012 г. 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/ наука / статьи / PII / S0010465512000835
[55] Дж. Р. Йоханссон, PD Nation и Франко Нори. Qutip 2: Фреймворк Python для динамики открытых квантовых систем. 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] Натан Киллоран, Джош Исаак, Николас Кесада, Вилле Бергхольм, Мэтью Эми и Кристиан Уидбрук. Strawberry fields: программная платформа для фотонных квантовых вычислений. 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] Томас Р. Бромли, Хуан Мигель Аррасола, Соран Джахангири, Джош Исаак, Николас Кесада, Ален Дельгадо Гран, Мария Шульд, Джереми Свинартон, Зейд Забане и Натан Киллоран. Приложения ближайших фотонных квантовых компьютеров: программное обеспечение и алгоритмы. 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] Блейни В. Уолш, Бен К. Бараджола, Рафаэль Н. Александр и Николас К. Меникуччи. Непрерывная телепортация ворот и исправление ошибок бозонного кода. физ. Rev. A, 102: 062411, декабрь 2020 г. 10.1103/PhysRevA.102.062411. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.062411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.062411
[59] Шигенари Судзуки, Масахиро Такеока, Масахидэ Сасаки, Ульрик Л. Андерсен и Фумихико Каннари. Практическая схема очистки декогерентных суперпозиций когерентных состояний с помощью частичного гомодинного обнаружения. физ. Rev. A, 73: 042304, апрель 2006 г. 10.1103/PhysRevA.73.042304. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.73.042304.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042304
[60] Амин Лагаут, Йонас С. Неергаард-Нильсен, Иоаннес Ригас, Кристиан Краг, Андерс Типсмарк и Ульрик Л. Андерсен. Усиление реалистичных состояний, подобных состояниям кота Шредингера, с помощью гомодинного предвестника. физ. Rev. A, 87: 043826, апрель 2013 г. 10.1103/PhysRevA.87.043826. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.87.043826.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.043826
[61] Роберт Рауссендорф, Дэниел Э. Браун и Ханс Дж. Бригель. Квантовые вычисления на основе измерений состояний кластеров. физ. Rev. A, 68: 022312, август 2003 г. 10.1103/PhysRevA.68.022312. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.022312.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.022312
[62] Рафаэль Н. Александр, Сейджи С. Армстронг, Рюдзи Укай и Николас С. Меникуччи. Анализ шума одномодовых гауссовских операций с использованием состояний кластера с непрерывной переменной. физ. Rev. A, 90: 062324, декабрь 2014 г. 10.1103/PhysRevA.90.062324. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.062324.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.062324
[63] Рюдзи Укай, Джун-ити Йошикава, Нориаки Ивата, Питер ван Лоок и Акира Фурусава. Универсальные линейные преобразования Боголюбова посредством односторонних квантовых вычислений. физ. Rev. A, 81: 032315, март 2010 г. 10.1103/PhysRevA.81.032315. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.81.032315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.032315
[64] Блейни В. Уолш, Лукас Дж. Менсен, Бен К. Бараджола и Николас К. Меникуччи. Надежная отказоустойчивость для непрерывных переменных состояний кластера с избыточным антисжатием. физ. Ред. A, 100: 010301, июль 2019 г. 10.1103/PhysRevA.100.010301. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.010301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.010301
[65] Э. Книлл. Масштабируемые квантовые вычисления при наличии большого количества обнаруженных ошибок. физ. Rev. A, 71: 042322, апрель 2005 г. 10.1103/PhysRevA.71.042322. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.71.042322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.042322
[66] Криста М. Своре, Мэтью Б. Гастингс и Майкл Фридман. Более быстрая оценка фазы. Квантовая информация. Comput., 14 (3–4): 306–328, март 2014 г. ISSN 1533-7146. URL https:///dl.acm.org/doi/abs/10.5555/2600508.2600515.
https: / / dl.acm.org/ дои / ABS / 10.5555 / 2600508.2600515
[67] Б. М. Терхал и Д. Вейганд. Кодирование кубита в режиме резонатора в схеме qed с использованием оценки фазы. физ. Rev. A, 93: 012315, январь 2016 г. 10.1103/PhysRevA.93.012315. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.93.012315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.012315
[68] Варит Асаванант, Барами Чароэнсомбутамон, Шота Ёкояма, Такеру Эбихара, Томохиро Накамура, Рафаэль Н. Александр, Мамору Эндо, Джун-ити Йошикава, Николас С. Меникуччи, Хидехиро Йонезава и др. Стошаговые квантовые вычисления на основе измерений, мультиплексированные во временной области с тактовой частотой 25 МГц. Препринт arXiv arXiv: 2006.11537, 2020. 10.1103/PhysRevApplied.16.034005.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.16.034005
Arxiv: 2006.11537
[69] Пей Ван, Моран Чен, Николя С. Меникуччи и Оливье Пфистер. Вплетение квантовых оптических частотных гребенок в гиперкубические кластерные состояния с непрерывной переменной. физ. Rev. A, 90: 032325, сентябрь 2014 г. 10.1103/PhysRevA.90.032325. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.032325.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.032325
[70] Рафаэль Н. Александр, Шота Ёкояма, Акира Фурусава и Николас К. Меникуччи. Универсальные квантовые вычисления с двухслойными квадратными решетками временной моды. физ. Rev. A, 97: 032302, март 2018 г. 10.1103/PhysRevA.97.032302. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032302
[71] Миккель В. Ларсен, Сюеши Го, Каспер Р. Бреум, Йонас С. Неергаард-Нильсен и Ульрик Л. Андерсен. Детерминированные многорежимные вентили на масштабируемой платформе фотонных квантовых вычислений. Физика природы, стр. 1–6, 2021b. https:///doi.org/10.1038/s41567-021-01296-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-021-01296-й
[72] Карлтон М. Кейвс. Квантово-механический шум в интерферометре. физ. Rev. D, 23: 1693–1708, апрель 1981 г. 10.1103/PhysRevD.23.1693. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.23.1693
[73] Тимо Хиллманн, Фернандо Кихандрия, Арне Л. Гримсмо и Джулия Феррини. Работа схем коррекции ошибок на основе телепортации для бозонных кодов с зашумленными измерениями. PRX Quantum, 3: 020334, май 2022 г. 10.1103/PRXQuantum.3.020334. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020334.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020334
[74] Франческо Альбарелли, Марко Г. Дженони, Маттео Г.А. Пэрис и Алессандро Ферраро. Ресурсная теория квантовой негауссовости и вигнеровской отрицательности. физ. Rev. A, 98: 052350, ноябрь 2018 г. 10.1103/PhysRevA.98.052350. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.052350.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.052350
[75] Б. М. Эшер, Р. Л. де Матос Фильо и Л. Давидович. Общая основа для оценки конечного предела точности в шумной метрологии с квантовым усилением. Нац. 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] Дайдзи Фукуда, Го Фуджи, Такаюки Нумата, Куниаки Амемия, Акио Ёсидзава, Хидэми Цучида, Хидетоши Фуджино, Хироюки Исии, Таро Итатани, Шуичиро Иноуэ и др. Детектор с разрешением числа фотонов на переходном крае на основе титана с эффективностью обнаружения 98 % и оптоволоконной связью с малым зазором с согласованным показателем преломления. Оптика экспресс, 19 (2): 870–875, 2011. 10.1364/ОЕ.19.000870.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.19.000870
[77] Г. Фуджи, Д. Фукуда, Т. Нумата, А. Ёсидзава, Х. Цучида и С. Иноуэ. Тонкий позолоченный датчик переходной кромки из титана для оптических измерений. Журнал физики низких температур, 167 (5): 815–821, 2012. 10.1007/s10909-012-0527-5.
https://doi.org/10.1007/s10909-012-0527-5
[78] Ян Шэнь, Синцзюнь Сюэ, Эндрю Х. Джонс, Ивэй Пэн, Цзюньи Гао, Та Чинг-Цзы, Мэтт Конкол и Джо К. Кэмпбелл. Почти 100% внешняя квантовая эффективность 1550-нм широкоспектральный фотодетектор. Optics Express, 30 (2): 3047–3054, 2022. 10.1364/OE.447091.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.447091
[79] Маттео Г.А. Париж. Оператор смещения светоделителем. физ. лат. A, 217 (2): 78–80, июль 1996 г. 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] Шенцзе Се, Сильвен Вейе и Марио Дагене. Встроенный однокаскадный интерферометр Маха-Цендера с высоким коэффициентом экстинкции на основе многомодового интерферометра. Препринт arXiv arXiv:2204.01230, 2022. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230
Arxiv: 2204.01230
[81] Адриана Э. Лита, Аарон Дж. Миллер и Сае Ву Нам. Подсчет одиночных фотонов в ближнем инфракрасном диапазоне с эффективностью 95%. Опц. Expr., 16: 3032–3040, 2008. https:///doi.org/10.1364/OE.16.003032.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.16.003032
[82] Леонардо Ассис Мораис, Тилль Вайнхольд, Марсело П. де Алмейда, Адриана Лита, Томас Герритс, Сае Ву Нам, Эндрю Г. Уайт и Джефф Джиллетт. Точное определение числа фотонов в режиме реального времени. 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] Миллер Итон, Амр Хоссамелдин, Ричард Дж. Бирриттелла, Пол М. Алсинг, Кристофер С. Джерри, Крис Куэвас, Хай Донг и Оливье Пфистер. Разрешение 100 фотонов и квантовая генерация несмещенных случайных чисел. Препринт arXiv arXiv:2205.01221, 2022 г. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221
Arxiv: 2205.01221
[84] Клинтон Кэхолл, Кэтрин Л. Николич, Нурул Т. Ислам, Грегори П. Лафиатис, Аарон Дж. Миллер, Дэниел Дж. Готье и Юнгсанг Ким. Многофотонное обнаружение с использованием обычного сверхпроводящего однофотонного детектора из нанопроволоки. Optica, 4 (12): 1534–1535, декабрь 2017 г. 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] Мамору Эндо, Тацуки Сонояма, Микихиса Мацуяма, Фумия Окамото, Сигехито Мики, Масахиро Ябуно, Фумихиро Чайна, Хиротака Тераи и Акира Фурусава. Квантово-детекторная томография сверхпроводящего нанополосового детектора с разрешением числа фотонов. 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 и JD Franson. Разрешение по количеству фотонов с использованием однофотонных детекторов с временным мультиплексированием. физ. Rev. A, 68: 043814, октябрь 2003 г. 10.1103/PhysRevA.68.043814. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.043814.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.043814
[87] Дэрил Ахиллес, Кристин Силберхорн, Цезарий Слива, Конрад Банашек и Ян А. Уолмсли. Обнаружение с помощью оптоволокна с разрешением по количеству фотонов. Опц. Lett., 28 (23): 2387–2389, декабрь 2003 г. 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] Раджвир Нера, Чун-Хунг Чанг, Цяньхуан Ю, Андреас Белинг и Оливье Пфистер. Сегментные детекторы с разрешением по числу фотонов на основе однофотонных лавинных фотодиодов. Опц. Express, 28 (3): 3660–3675, февраль 2020 г. 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 = ае-28-3-3660
[89] Кайкай Лю, Найджун Джин, Хаотянь Ченг, Нитеш Чаухан, Мэтью В. Пакетт, Карл Д. Нельсон, Райан О. Бехунин, Питер Т. Ракич и Дэниел Дж. Блюменталь. Интегрированная фотоника со сверхнизкими потерями 0.034 дБ / м в масштабе пластины, реализующая генерацию Бриллюэна с порогом 720 миллионов импульсов и 380 мкВт. Оптические письма, 47 (7): 1855–1858, 2022. https:///doi.org/10.1364/OL.454392.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.454392
[90] Дж. Занг, З. Ян, С. Се, М. Рен, Ю. Шен, З. Карсон, О. Пфистер, А. Белинг и Дж. К. Кэмпбелл. Фотодиод с одной бегущей несущей с высокой квантовой эффективностью. IEEE Photonics Technology Letters, 29 (3): 302–305, февраль 2017 г. 10.1109/LPT.2016.2647638.
https:///doi.org/10.1109/LPT.2016.2647638
[91] Янг-Сик Ра, Адриан Дюфур, Маттиа Вальшерс, Клеман Жаккар, Тибо Мишель, Клод Фабр и Николя Трепс. Негауссовые квантовые состояния многомодового светового поля. Nature Physics, 16 (2): 144–147, 2020. https:///doi.org/10.1038/s41567-019-0726-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0726-й
[92] Т. С. Ральф, А. Гилкрист, Г. Дж. Милберн, У. Дж. Манро и С. Глэнси. Квантовые вычисления с оптическими когерентными состояниями. физ. Rev. A, 68: 042319, октябрь 2003 г. 10.1103/PhysRevA.68.042319. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.042319
[93] Джейкоб Хаструп и Ульрик Лунд Андерсен. Полностью оптическая квантовая коррекция ошибок по кошачьему коду. Препринт arXiv arXiv:2108.12225, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225
Arxiv: 2108.12225
Цитируется
Эта статья опубликована в Quantum под Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) лицензия. Авторское право остается за первоначальными правообладателями, такими как авторы или их учреждения.
