METHOD AND SYSTEM FOR MULTIRAIL ENCODING OF QUANTUM BITS

• Main Author: RUDOLPH, TERENCE
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 14.03.2023
• Subjects: CALCULATING; COMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS; COMPUTING; COUNTING; DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH ISMODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THEDEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY,COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g.SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; FREQUENCY-CHANGING; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICS; SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF; TRANSPORTING

A multirail-encoded qubit can be implemented using a quantum system having a state space that includes a number M of distinct modes, where M is an integer greater than 2. The M modes are logically partitioned into two disjoint subsets (or "bands"), with each mode assigned to exactly one of the bands. The multirail encoding is defined such that a state in which any one of the modes in the first band is occupied and all modes in the second band are unoccupied maps to a logical 0 state of the qubit, and a state in which any one of the modes in the second band is occupied and all modes of the first band are unoccupied maps to a logical 1 state. Systems and methods for generating, measuring, and operating on multirail-encoded qubits are disclosed. L'invention concerne un bit quantique à codage multirail qui peut être mis en uvre à l'aide d'un système quantique ayant un espace d'états qui comprend un nombre M de modes distincts, M étant un nombre entier supérieur à 2. Les M modes sont partitionnés logiquement en deux sous-ensembles disjoints (ou « bandes »), chaque mode étant attribué à exactement une des bandes. Le codage multirail est défini de telle sorte qu'un état dans lequel l'un quelconque des modes dans la première bande est occupé et tous les modes dans la seconde bande sont inoccupés corresponde à un état 0 logique du bit quantique, et qu'un état dans lequel l'un quelconque des modes dans la seconde bande est occupé et tous les modes dans la première bande sont inoccupés corresponde à un état 1 logique. Des systèmes et des procédés destinés à générer, à mesurer et à effectuer des opérations sur des bits quantiques à codage multirail sont décrits.