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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Jaehak</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kang,&#x20;Nuri</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Seok-Hyung</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jeong,&#x20;Hyunseok</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jiang,&#x20;Liang</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Seung-Woo</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-08-16T02:00:23Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-08-16T02:00:23Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2024-08-16</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2024-08</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">2691-3399</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;150430</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Hybridizing&#x20;different&#x20;degrees&#x20;of&#x20;freedom&#x20;or&#x20;physical&#x20;platforms&#x20;potentially&#x20;offers&#x20;various&#x20;advantages&#x20;in&#x20;building&#x20;scalable&#x20;quantum&#x20;architectures.&#x20;Here,&#x20;we&#x20;introduce&#x20;a&#x20;fault-tolerant&#x20;hybrid&#x20;quantum&#x20;computation&#x20;by&#x20;building&#x20;on&#x20;the&#x20;advantages&#x20;of&#x20;both&#x20;discrete-variable&#x20;(DV)&#x20;and&#x20;continuous-variable&#x20;(CV)&#x20;systems.&#x20;In&#x20;particular,&#x20;we&#x20;define&#x20;a&#x20;CV-DV&#x20;hybrid&#x20;qubit&#x20;with&#x20;a&#x20;bosonic&#x20;cat&#x20;code&#x20;and&#x20;a&#x20;single&#x20;photon,&#x20;which&#x20;is&#x20;implementable&#x20;in&#x20;current&#x20;photonic&#x20;platforms.&#x20;Due&#x20;to&#x20;the&#x20;cat&#x20;code&#x20;encoded&#x20;in&#x20;the&#x20;CV&#x20;part,&#x20;the&#x20;predominant&#x20;loss&#x20;errors&#x20;are&#x20;readily&#x20;correctable&#x20;without&#x20;multiqubit&#x20;encoding,&#x20;while&#x20;the&#x20;logical&#x20;basis&#x20;is&#x20;inherently&#x20;orthogonal&#x20;due&#x20;to&#x20;the&#x20;DV&#x20;part.&#x20;We&#x20;design&#x20;fault-tolerant&#x20;architectures&#x20;by&#x20;concatenating&#x20;hybrid&#x20;qubits&#x20;and&#x20;an&#x20;outer&#x20;DV&#x20;quantum&#x20;error-correction&#x20;code&#x20;such&#x20;as&#x20;a&#x20;topological&#x20;code,&#x20;exploring&#x20;their&#x20;potential&#x20;merit&#x20;in&#x20;developing&#x20;scalable&#x20;quantum&#x20;computation.&#x20;We&#x20;demonstrate&#x20;by&#x20;numerical&#x20;simulations&#x20;that&#x20;our&#x20;scheme&#x20;is&#x20;at&#x20;least&#x20;an&#x20;order&#x20;of&#x20;magnitude&#x20;more&#x20;resource&#x20;efficient&#x20;compared&#x20;to&#x20;all&#x20;previous&#x20;proposals&#x20;in&#x20;photonic&#x20;platforms,&#x20;allowing&#x20;us&#x20;to&#x20;achieve&#x20;a&#x20;record-high&#x20;loss&#x20;threshold&#x20;among&#x20;existing&#x20;CV&#x20;and&#x20;hybrid&#x20;approaches.&#x20;We&#x20;discuss&#x20;the&#x20;realization&#x20;of&#x20;our&#x20;approach&#x20;not&#x20;only&#x20;in&#x20;all-photonic&#x20;platforms&#x20;but&#x20;also&#x20;in&#x20;other&#x20;hybrid&#x20;platforms&#x20;including&#x20;superconducting&#x20;and&#x20;trapped-ion&#x20;systems,&#x20;which&#x20;allows&#x20;us&#x20;to&#x20;find&#x20;various&#x20;efficient&#x20;routes&#x20;toward&#x20;fault-tolerant&#x20;quantum&#x20;computing.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">AMER&#x20;PHYSICAL&#x20;SOC</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Fault-Tolerant&#x20;Quantum&#x20;Computation&#x20;by&#x20;Hybrid&#x20;Qubits&#x20;with&#x20;Bosonic&#x20;Cat&#x20;Code&#x20;and&#x20;Single&#x20;Photons</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1103&#x2F;PRXQuantum.5.030322</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">PRX&#x20;Quantum,&#x20;v.5,&#x20;no.3</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">PRX&#x20;Quantum</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="volume">5</dcvalue>
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<dcvalue element="relation" qualifier="journalWebOfScienceCategory">Quantum&#x20;Science&#x20;&amp;&#x20;Technology</dcvalue>
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<dcvalue element="relation" qualifier="journalResearchArea">Physics</dcvalue>
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