- Устойчиво на грешки квантово изчисление със статична линейна оптика (arXiv)
Автор :Илан Цитрин, Такая Мацуура, Рафаел Н. Александър, Гийом Дофине, Дж. Eli Bourassa, Krishna K. Sabapathy, Nicolas C. Menicucci, Ish Dhand
Резюме:Мащабируемостта на фотонни реализации на устойчиви на грешки квантови изчисления, базирани на кубити Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP), е нарушена от изискванията за вградено притискане и реконфигурируемост на линейната оптична мрежа. В тази работа ние предлагаме архитектура с топологично коригиране на грешки, която премахва тези елементи без разходи - всъщност с предимство - за режийни разходи за подготовка. Нашият компютър се състои от три модула: 2D масив от вероятностни източници на GKP състояния; верига с дълбочина четири от статични разделители на лъчи, фазови превключватели и линии за забавяне с една стъпка във времето; и 2D масив от хомодинни детектори. Симетрията на предложената от нас схема ни позволява да комбинираме ефектите от крайното притискане и равномерната загуба на фотони в модела на шума, което води до по-изчерпателни оценки на прага. Тези скокове над архитектурни и аналитични препятствия значително ускоряват изграждането на фотонен квантов компютър.
2.Бърза симулация на бозонови кубити чрез функции на Гаус във фазовото пространство(arXiv)
Автор:J. Eli Bourassa, Nicolas Quesada, Ilan Tzitrin, Antal Száva, Theodor Isacsson, Josh Izaac, Krishna Kumar Sabapathy, Guillaume Dauphinais, Ish Dhand
Резюме:Бозоничните кубити са обещаващ път за изграждане на устойчиви на грешки квантови компютри на различни физически платформи. Изучаването на ефективността на бозоновите кубити при реалистични порти и измервания е предизвикателство със съществуващите аналитични и числени инструменти. Представяме нов формализъм за симулиране на класове от състояния, които могат да бъдат представени като линейни комбинации от функции на Гаус във фазовото пространство. Този формализъм ни позволява да анализираме и симулираме широк клас негаусови състояния, трансформации и измервания. Ние демонстрираме как полезни класове от бозонови кубити - състояния на Готесман-Китаев-Прескил (GKP), котка и Фок - могат да бъдат симулирани с помощта на този формализъм, отваряйки вратата за изследване на поведението на бозонови кубити под гаусови канали и измервания, не-гаусови трансформации, като тези, постигнати чрез телепортиране чрез порта, и важни негаусови измервания, като праг и откриване на брой фотони. Нашият формализъм позволява симулиране на тези ситуации с нива на точност, които не са осъществими със съществуващите методи. И накрая, ние използваме метод, информиран от нашия формализъм, за да симулираме вериги, критични за изследването на устойчиви на грешки квантови изчисления с бозонови кубити, но извън обсега на съществуващите техники. По-конкретно, ние изследваме как GKP състоянията с ограничена енергия се трансформират при реалистични кубитни фазови порти; интерфейс със състояние на CV клъстер; и се трансформира при телепортация, различна от Clifford T gate, използвайки магически състояния. Ние прилагаме нашия симулационен метод като част от библиотеката Strawberry Fields Python с отворен код.
3. Намаляване на несъвършенствата на линейната оптика чрез разпределяне на портове и компилация(arXiv)
Автор:Shreya P. Kumar, Leonhard Neuhaus, Lukas G. Helt, Haoyu Qi, Blair Morrison, Dylan H. Mahler, Ish Dhand
Резюме:Линейната оптика е обещаващ път за изграждане на квантови технологии, които работят при стайна температура и могат да се произвеждат скалируемо на интегрирани фотонни платформи. Увеличаването на линейната оптика обаче изисква високопроизводителна работа на фона на неизбежни производствени несъвършенства. Представяме техники за подобряване на производителността на линейни оптични интерферометри чрез адаптиране на тяхното разпределение на портове и компилиране към несъвършенствата на чипа, които могат да бъдат определени предварително чрез подходящи процедури за калибриране, които въвеждаме. Като представителни примери, ние демонстрираме драстични намаления на средната консумация на енергия на даден интерферометър или в обхвата на стойностите на консумацията на енергия във всички възможни единични трансформации, приложени върху него. Освен това, ние демонстрираме ефикасността на тези техники за подобряване на прецизността на желаните трансформации при наличие на производствени дефекти. Чрез подобряване на производителността на линейните оптични интерферометри в съответните показатели с няколко порядъка, тези инструменти доближават оптичните технологии до демонстрирането на истинско квантово предимство.
