确定性生成可编程非线性玻色电路网格态
玻色量子纠错通过将逻辑量子比特编码在谐振子中,实现了对量子信息的高效硬件保护。以Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)态为代表的玻色网格态因其能纠正微小位移和玻色子损失的潜力而备受瞩目。然而这类态的制备仍面临挑战,通常依赖于概率性方案或辅助量子比特系统。该研究提出了一种确定性方案,利用仅由压缩、位移和克尔非线性操作构成的可编程非线性玻色电路来生成玻色网格态。研究表明,当强制要求电路输出满足GKP对称性时,所得态的性能虽可与现有方案竞争,但由于对称性恢复不完善,其质量会随电路深度增加而趋于饱和。相反,研究人员发现这些玻色电路会自然产生一类全新态——相位梳状态,它们与标准网格态存在酉等价关系,但具有独特的相位结构。研究证实这些态可构建可扩展的玻色量子纠错码,其在玻色子损失下的性能接近最优,与近似GKP态相当。该工作进一步分析了其逻辑操作,并展示了如何实现通用门集。这些成果确立了可编程非线性玻色电路作为超越标准GKP编码、生成可扩展玻色量子纠错态的有效途径。

