1Institutionen för fysik, University of Virginia, Charlottesville, VA 22904, USA
2QC82, College Park, MD 20740, USA
3Centre for Quantum Computation and Communication Technology, School of Science, RMIT University, Melbourne, VIC 3000, Australien
Hitta det här uppsatsen intressant eller vill diskutera? Scite eller lämna en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Vi presenterar en algoritm för att på ett tillförlitligt sätt generera olika kvanttillstånd som är kritiska för kvantfelskorrigering och universell kontinuerlig variabel (CV) kvantberäkning, såsom Schrödinger cat states och Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) grid states, ur Gaussiska CV-klustertillstånd. Vår algoritm är baserad på Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM), som använder standard gaussisk informationsbehandling på klustertillståndet med det enda tillägget av lokala fotonnummerupplösningsmätningar. Vi visar att PhANTM kan tillämpa polynomiga grindar och bädda in katttillstånd i klustret. Denna metod stabiliserar katttillstånd mot Gaussiskt brus och vidmakthåller icke-Gaussianitet i klustret. Vi visar att befintliga protokoll för avel av katttillstånd kan bäddas in i klustertillståndsbearbetning med hjälp av PhANTM.
Utvald bild: PhANTM-mätningar som utförs längs klustertillståndet förbrukar klustertillståndsnoder för att bädda in Schrӧdinger cat-tillstånd. Dessa cat-tillstånd kan sedan användas för att generera resurser för universell kvantberäkning genom att utföra ytterligare mätningar på klustertillståndsnoder.
Populär sammanfattning
I detta arbete tar vi fram en metod för att introducera den erforderliga icke-Gaussianiteten utan extra resurser helt enkelt genom att utföra lämpliga mätningar på klustertillståndet. Dessa mätningar tar formen av fotonsubtraktionsoperationer följt av normal homodyndetektion för att teleportera kvantinformationen. Medan andra metoder för att generera icke-Gaussiska tillstånd, såsom tillståndet i kubisk fas, kan kräva upplösning av tiotals fotoner, behöver vi bara låga fotontalsupplösningar som är möjliga med flera olika teknologier. Även om fotonsubtraktion är sannolik, betyder den upprepade applikationen efter teleportering från homodyndetektion att vi kommer att vara nästan säkra på att så småningom lyckas och endast ett visst antal overheadlägen måste konsumeras genom mätning. När en lyckad fotonsubtraktion inträffar, blir den lokala staten intrasslad i klustret icke-Gaussisk och förvandlas till ett Schrӧdinger-kattungetillstånd. Upprepade tillämpningar av fotonsubtraktion före teleportering ökar amplituden för katttillståndet till en nivå som beror på klämningen som finns i klustertillståndet. Överraskande nog kan processen bevara katttillståndsamplituden även i närvaro av Gaussiskt brus på grund av ändlig klämning.
Denna process, som vi kallar Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM), kan fortgå parallellt på många separata 1-D-kedjor i ett klustertillstånd. Alla utom en klustertillståndsnod i varje kedja förbrukas genom mätning, men den sista omättade noden omvandlas till ett katttillstånd. Den lokala kvantinformationen för denna nod kan alltså användas som en icke-Gaussisk resurs, men viktigare är att den har förblivit intrasslad med resten av klustertillståndsresursen. Vi fortsätter sedan med att visa att metoder för att avla katttillstånd för att producera GKP-tillstånd är kompatibla med klustertillståndsformalismen, vilket innebär att vår metod både kan generera katttillstånd som sedan kan avlas till universella beräkningsresurser genom att utföra experimentellt tillgängliga mätningar på en kontinuerlig -variabelt klustertillstånd. Vi motiverar också kopplingar till fasuppskattningsprotokoll och ger exempel för att indikera att vår metod kan lyckas i närvaro av experimentella brister och dekoherens.
► BibTeX-data
► Referenser
[1] Michael A. Nielsen och Isaac L. Chuang. Kvantberäkning och kvantinformation. Cambridge University Press, Cambridge, Storbritannien, 2000. https://doi.org/10.1119/1.1463744.
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1463744
[2] Robert Raussendorf och Hans J. Briegel. En enkelriktad kvantdator. 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 och MA Nielsen. Universell kvantberäkning med kontinuerligt variabla klustertillstånd. 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 och Olivier Pfister. Experimentell förverkligande av multipartite intrassling av 60 moder av en optisk kvantfrekvenskam. Phys. Rev. Lett., 112: 120505, mars 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 och Akira Furusawa. Ultrastorskaliga kontinuerliga variabla klustertillstånd multiplexerade i tidsdomänen. 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 och Ulrik L Andersen. Deterministisk generering av ett tvådimensionellt klustertillstånd. 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/ innehåll / 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 av tidsdomänmultiplexat tvådimensionellt klustertillstånd. 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/ innehåll / 366/6463/373
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev och John Preskill. Koda 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. Feltolerant mätningsbaserad kvantberäkning med kontinuerligt variabla klustertillstånd. Phys. Rev. Lett., 112: 120504, mars 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 och Roman Schnabel. Detektering av 15 dB pressade ljustillstånd och deras tillämpning för absolut kalibrering av fotoelektrisk kvanteffektivitet. 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 och Keisuke Fujii. Feltolerant kvantberäkning med hög tröskel med analog kvantfelskorrigering. 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 och Peter van Loock. Kvantberäkning med kontinuerliga variabla kluster. 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 och Samuel L. Braunstein. Kvantberäkning över kontinuerliga variabler. 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 och Kae Nemoto. Effektiv klassisk simulering av kontinuerliga variabla kvantinformationsprocesser. 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 och J. Eisert. Positiva wigner-funktioner gör klassisk simulering av kvantberäkning 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-representationen av kvantdatorer. 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: kvant-ph / 9807006
[17] Julien Niset, Jaromír Fiurášek och Nicolas J. Cerf. No-go-sats för gaussisk kvantfelskorrigering. Phys. Rev. Lett., 102: 120501, mars 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 och Liang Jiang. Koda en oscillator till många 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 och Nicolas C. Menicucci. All-gaussisk universalitet och feltolerans 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 och JP Home. Koda en qubit i en mekanisk oscillator med fångade joner. 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 och MH Devoret. Kvantfelskorrigering av en qubit kodad i rutnätstillstånd för 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 och Jonathan P Home. Felkorrigering av en logisk rutnätstillståndsqubit genom 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 och D.-G. Welsch. Kvanttillståndsteknik med villkorlig mätning på en stråldelare. 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 och Philippe Grangier. Genererar optiska schrödinger-kattungar för kvantinformationsbehandling. 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 och S. Glancy. Helt optisk generering av tillstånd för "Kodning av en qubit i en oscillator". Välja. 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 och Olivier Pfister. Icke-gaussisk och gottesman-kitaev-preskill tillståndsberedning genom fotonkatalys. 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 och AI Lvovsky. Engineering schrödinger cat tillstånd med en fotonisk jämnparitetsdetektor. 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 och Akira Furusawa. Generering av optiska schrödinger-katttillstånd genom generaliserad fotonsubtraktion. Phys. Rev. A, 103: 013710, jan 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 och Krishna Kumar Sabapathy. Framsteg mot praktisk qubit-beräkning med hjälp av ungefärliga gottesman-kitaev-preskill-koder. Phys. Rev. A, 101: 032315, mars 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 och Nicolas C. Menicucci. Kodar qubits till oscillatorer med atomensembler och klämt ljus. 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 och Andrew Cross. Feltolerant beredning av ungefärliga gkp-tillstånd. 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 och Krishna Kumar Sabapathy. Omvandling av gaussiska tillstånd till icke-gaussiska tillstånd med hjälp av fotonnummerupplösningsdetektorer. 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 och Philippe Grangier. Generering av optiska "Schrödinger-katter" från fotonnummertillstånd. Nature (London), 448: 784, 2007. doi:10.1038/nature06054.
[34] Hiroki Takahashi, Kentaro Wakui, Shigenari Suzuki, Masahiro Takeoka, Kazuhiro Hayasaka, Akira Furusawa och Masahide Sasaki. Generering av koherent-tillståndsöverlagring med stor amplitud via Ancilla-assisterad fotonsubtraktion. 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 och Emanuel Knill. Generering av optiska koherenta tillståndsöverlagringar genom nummerupplöst fotonsubtraktion från det pressade vakuumet. 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 och Rosa Tualle-Brouri. Experimentell generering av klämda katttillstånd med en operation som tillåter iterativ tillväxt. 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 och J. Laurat. Optisk syntes av superpositioner med stor amplitud och sammanpressade koherenta tillstånd med minimala resurser. Phys. Rev. Lett., 115: 023602, juli 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 och AI Lvovsky. Förlusttolerant tillståndsteknik för kvantförstärkt mätning via den omvända hong-ou-mandel-effekten. 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 och Alexander I. Lvovsky. Förstoring av optiska Schrödingers katttillstånd. 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 och GJ Milburn. Ett schema för effektiv kvantberäkning med linjär optik. Nature (London), 409: 46–52, januari 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 och Ish Dhand. Ritning för en skalbar fotonisk feltolerant kvantdator. Quantum, 5: 392, februari 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 och A Furusawa. Mot storskalig feltolerant universell fotonisk kvantberäkning. 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 och Ulrik L. Andersen. Feltolerant kvantberäkningsarkitektur baserad på kontinuerlig variabel mätning. PRX Quantum, 2: 030325, augusti 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 och MS Kim. Villkorlig produktion av överlagringar av koherenta tillstånd med ineffektiv fotondetektion. Phys. Rev. A, 70 (2), augusti 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 och Hyunseok Jeong. Effektiv förstärkning av superpositioner av koherenta tillstånd med hjälp av ingångstillstånd med olika 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 och Rosa Tualle-Brouri. Förslag om ett kryphålsfritt brott mot klockans ojämlikheter med en uppsättning enstaka fotoner och homodynmätningar. 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 och Barbara M. Terhal. Genererar rutnätstillstånd från schrödinger-cat-tillstånd utan efterval. 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 och Saikat Guha. Omöjlighet att producera godtyckliga icke-gaussiska tillstånd med användning av noll-medelvärde av gaussiska tillstånd och partiellt fotonnummerupplösningsdetektering. 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 och Damian Markham. Klassisk simulering av gaussiska kvantkretsar med icke-gaussiska ingångstillstånd. Phys. Rev. Research, 3: 033018, juli 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 och Nicolas Treps. Skräddarsy icke-gaussiska kontinuerligt-variabla graftillstånd. 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 och Nicolas Treps. Praktiskt ramverk för villkorad icke-gaussisk kvanttillståndsberedning. 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 och Christian Weedbrook. Upprepa-tills-framgång kubisk fasgrind för universell kontinuerlig-variabel kvantberäkning. Phys. Rev. A, 91: 032321, mars 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 och Giulia Ferrini. Polynom approximation av icke-gaussiska unitärer genom att räkna en foton i taget. 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, och Franco Nori. QuTiP: Ett Python-ramverk med öppen källkod för dynamiken i öppna kvantsystem. Comp. Phys. Komm., 183 (8): 1760–1772, augusti 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/ vetenskap / artikel / PII / S0010465512000835
[55] JR Johansson, PD Nation, och Franco Nori. Tips 2: Ett pytonramverk för dynamiken i öppna kvantsystem. 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 och Christian Weedbrook. Strawberry fields: En mjukvaruplattform för fotonisk kvantberäkning. 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 och Nathan Killoran. Tillämpningar av fotoniska kvantdatorer på kort sikt: programvara och 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 och Nicolas C. Menicucci. Kontinuerlig-variabel grind-teleportation och bosonisk kodfelkorrigering. 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 och Fumihiko Kannari. Praktiskt reningsschema för dekohererade överlagringar av koherent tillstånd via partiell homodyndetektering. Phys. Rev. A, 73: 042304, apr 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 och Ulrik L. Andersen. Förstärkning av realistiska schrödinger-cat-state-liknande tillstånd genom homodyne förebådande. 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 och Hans J. Briegel. Mätbaserad kvantberäkning på klustertillstånd. 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 och Nicolas C. Menicucci. Brusanalys av single-mode gaussiska operationer med kontinuerligt variabla klustertillstånd. 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 och Akira Furusawa. Universella linjära bogoliubov-transformationer genom envägs kvantberäkning. Phys. Rev. A, 81: 032315, mars 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 och Nicolas C. Menicucci. Robust feltolerans för kontinuerligt variabla klustertillstånd med överskott av antiklämning. 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. Skalbar kvantberäkning i närvaro av stora detekterade felfrekvenser. 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 och Michael Freedman. Snabbare fasuppskattning. Kvantinformation. 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 och D. Weigand. Koda en qubit till ett kavitetsläge i kretsen qed med hjälp av fasuppskattning. 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. Hundrastegs mätningsbaserad kvantberäkning multiplexerad i tidsdomänen med 25 mhz klockfrekvens. 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 och Olivier Pfister. Vävning av kvantoptiska frekvenskammar till kontinuerligt variabla hyperkubiska klustertillstånd. Phys. Rev. A, 90: 032325, september 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 och Nicolas C. Menicucci. Universell kvantberäkning med kvadratiska gitter i tvåskiktsläge i temporalt läge. Phys. Rev. A, 97: 032302, mars 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 och Ulrik L Andersen. Deterministiska multi-mode grindar på en skalbar fotonisk kvantberäkningsplattform. Naturfysik, sid 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. Kvantmekaniskt brus i en 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 och Giulia Ferrini. Prestanda för teleportationsbaserade felkorrigeringskretsar för bosoniska koder med brusiga mätningar. 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 och Alessandro Ferraro. Resursteori om kvant-icke-gaussianitet och 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 och L. Davidovich. Allmän ram för att uppskatta den ultimata precisionsgränsen i bullrig kvantförstärkt mätning. 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. Titanbaserad övergångskantfotonnummerupplösningsdetektor med 98 % detektionseffektivitet med indexmatchad fiberkoppling med små gap. 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 och S Inoue. Tunn guldtäckt titanövergångskantsensor för optisk mätning. 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 och Joe C Campbell. Nära 100 % extern kvanteffektivitet 1550 nm bredspektrum fotodetektor. Optics Express, 30 (2): 3047–3054, 2022. 10.1364/OE.447091.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.447091
[79] Matteo GA Paris. Förskjutningsoperatör med stråldelare. 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 / artikel / pii / 0375960196003398
[80] Shengjie Xie, Sylvain Veilleux och Mario Dagenais. On-chip högt utsläckningsförhållande enstegs mach-zehnder interferometer baserad 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 och Sae Woo Nam. Räknar nära-infraröda enfotoner med 95 % effektivitet. Välja. 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 och Geoff Gillett. Exakt bestämning av fotonantal 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 och Olivier Pfister. Lösning av 100 fotoner och kvantgenerering av opartiska slumptal. 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 och Jungsang Kim. Multifotondetektering med en konventionell supraledande nanotrådsdetektor med enkelfoton. 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 och Akira Furusawa. Kvantdetektortomografi av en supraledande nanostrip-fotonnummerupplösningsdetektor. 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 och JD Franson. Fotonnummerupplösning med tidsmultiplexade singelfotondetektorer. Phys. Rev. A, 68: 043814, okt 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 och Ian A. Walmsley. Fiberassisterad detektering med fotonnummerupplösning. Välja. 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 och Olivier Pfister. Fotonnummerupplösande segmenterade detektorer baserade på enfoton lavinfotodioder. Välja. 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 och Daniel J Blumenthal. Ultralåg 0.034 db/ Optics letters, 720 (380): 47–7, 1855. https://doi.org/1858/OL.2022.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.454392
[90] J. Zang, Z. Yang, X. Xie, M. Ren, Y. Shen, Z. Carson, O. Pfister, A. Beling och JC Campbell. Hög kvanteffektiv uni-traveling-carrier fotodiod. 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 och Nicolas Treps. Icke-gaussiska kvanttillstånd i ett multimodljusfält. 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 och S. Glancy. Kvantberäkning med optiska koherenta tillstånd. Phys. Rev. A, 68: 042319, okt 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 och Ulrik Lund Andersen. Helt optisk cat-code quantum error correction. 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
Citerad av
Detta papper publiceras i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Upphovsrätten kvarstår med de ursprungliga upphovsrättsinnehavarna som författarna eller deras institutioner.
