量子ビットエンコーディングコンバーター

通信からコンピューティングアーキテクチャーまで、古典的情報の領域は、コンバーター技術に依存してデジタル形式とアナログ形式の間のデータ交換を可能にしている。現在、この過程は、さまざまな電子機器にわたって日常的に行われている。量子コンピューティング、量子通信、量子センシング向けにさまざまなフレームワークが開発されつつある量子情報技術においても、同様の要求が存在する。したがって、こうした並列アプローチをまとめて、量子情報システムをスケールアップするために、効率的な量子相互接続が主に必要となる。しかし、これまで、異なる光学量子ビットエンコーディング間の変換は、脆弱な量子重ね合わせを維持することの難しさや事後選択のない実装の厳しい要求のため、依然として困難であった。今回我々は、2つの主要パラダイム、すなわち離散変数量子ビットと連続変数量子ビットの間でのそうした量子情報の変換を実証する。我々は、一式の単一光子キュービットに関するプロトコルを認証し、古典的限界を超える忠実度でそれらを猫状態キュービットに変換することに成功した。今回の結果は、汎用性やスケーラビリティーが高い相互接続された量子デバイスやアーキテクチャーを可能にするのに不可欠なツールを実証する。