Article
量子光学：Gottesman–Kitaev–Preskillキュービットの集積フォトニック光源
Nature 642, 8068 doi: 10.1038/s41586-025-09044-5
有用なフォトニック量子コンピューターの構築には、キュービットを符号化できる光状態を合成するロバストな技術が要求される。Gottesman–Kitaev–Preskill（GKP）状態は、直接的で決定論的な、室温に適合したガウス型操作による万能ゲートセットの実装を可能にするため、このようなキュービット符号化の最も魅力的な部類の1つとなる。光GKP状態、そして他の複雑な非ガウス型状態を生成する既存の先駆的な実証は、自由空間光学部品に依存しおり、実用規模の系に最終的に要求されるスケーリングが妨げられてきた。今回我々は、個別最適化された多層窒化シリコン300 mmウエハープラットフォーム上に作製された超低損失集積フォトニックチップを、光ファイバーを通じて高効率光子数分解検出器と結合させて使用して、GKPキュービット状態を生成した。こうした状態は、pおよびqの直交位相における少なくとも4つの分解可能なピークと、負のウィグナー関数領域の明確な格子構造（この場合は3 × 3のグリッド）を含む、フォールトトレランスに必要な重要なモードレベルの特徴を示している。また、今回のGKP状態により、こうした状態を作り出すのに使用されたデバイスが、さらなる光損失の低減後にフォールトトレラント領域に向けた状態を生成し得るのを示すのに十分な構造であることも示された。今回の実験は、フォトニック量子コンピューティングのためのボソニックアーキテクチャーの重要な柱を検証するものであり、将来のフォールトトレラントなマシンをもたらすGKP光源アレイへの道を開く。
