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ループ型光回路による大規模量子計算の実現

利用环型光路实现大规模量子计算

基本信息

批准号：
20J10844
负责人：
高瀬寛
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10844/
关键词：
光量子情報処理

项目摘要

本年度は、前年度までに開発を行った光量子情報プロセッサに入力するための非古典状態の生成手法について、2つのテーマで研究を行った。1つ目のテーマは、可干渉分岐操作によるGottesman-Kitaev-Preskill(GKP)符号化の理論研究である。GKP状態は誤り耐性型の光量子計算を行うための論理量子ビットとして有望視されている。GKP状態は、コヒーレント状態の重ね合わせであるシュレーディンガーの猫状態を一般化したような量子状態である。シュレーディンガーの猫状態の効率的な生成方法については、前年度に「一般化光子引き去り」として理論提案しており、この手法をGKP状態の生成へ応用できないか模索していた。本年度は、一般化光子引き去りをビームスプリッタ相互作用ではなく量子非破壊相互作用により実装することでGKP状態の生成が可能であることを示した。2つ目のテーマは、光量子状態の時間波形を任意の形状に整形する理論および実験の研究である。時間領域多重光量子情報処理において量子状態の時間波形は重要な自由度であり、様々な有用な応用が知られる。本テーマでは、波形整形が難しい非ガウス型状態と呼ばれる状態を、任意の時間波形で生成する手法を提案した。手法の核となるアイデアは、非ガウス型状態を生成する方法として一般的な伝令付き状態生成を広帯域スクイーズド光源で実装し、光子検出器前に設置した光フィルタで波形を決定するというものである。この提案手法を用い、実験的に非ガウス型状態を特殊な形状の時間波形で生成することに成功した。これらの内容を学位論文としてまとめ博士号を取得した。さらに、それぞれの内容で学術誌に投稿する予定である。

This year, compared with the previous year, the development of optical quantum information has been carried out. 1. A theoretical study on the symbolization of Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP). GKP states are error-tolerant optical quantum computing, logical quantum computing, and optical quantum computing. GKP state is generalized to quantum state. The method for generating the efficiency of the GKP state is proposed in the previous year's "generalized photon induction" theory. This year, the generation of GKP states is possible due to generalized photon interactions and quantum non-destructive interactions. 2. Research on the theory and implementation of arbitrary shape shaping of optical quantum state time waveform Time domain multiple photon quantum information processing time waveform of quantum state is important degree of freedom, useful knowledge This is a method of waveform shaping and generation of arbitrary time waveforms. The method of generating the signal state of the signal core is to determine the signal waveform of the signal core in the signal field. The proposed method is successful in generating a special shape of the time waveform in the non-static state. The content of the dissertation was obtained. The content of this article is scheduled for publication in the academic journal.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Generation of Schr\"{o}dinger cat states with Wigner negativity using continuous-wave low-loss waveguide optical parametric amplifier

使用连续波低损耗波导光参量放大器生成具有维格纳负性的薛定谔猫态

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Optics Express
影响因子：
3.8
作者：
K. Takase;A. Kawasaki;B. Kyu Jeong;M. Endo;T. Kashiwazaki;T. Kazama;K. Enbutsu;K. Watanabe;T. Umeki;S. Miki;H. Terai;M. Yabuno;F. China;W. Asavanant;J. Yoshikawa;and A. Furusawa
通讯作者：
and A. Furusawa

可干渉分岐操作によるGottesman-Kitaev-Preskill符号化の研究

使用相干分支操作的Gottesman-Kitaev-Preskill编码研究