可扩展的天然多量子比特门:适用于具有可调谐等离子体相互作用的fluxonium架构
由于通量量子位(fluxonium)具有强非谐性和高相干性,其已成为超导量子计算中极具前景的量子比特实现方式。然而,这种量子比特能否以可扩展的方式实现高保真度纠缠门仍待验证。该研究团队证明,具有可调等离激元相互作用的通量量子位架构,不仅能原生实现可扩展的多量子比特门,还可兼容现有的单/双量子比特门方案。在该架构中,即使量子比特态处于解耦状态,通过非计算流形中的工程化相互作用仍可实现C⊗N Z门(N≥2),这是通过驱动量子比特态选择性跃迁至非计算流形实现的。案例研究显示:CCZ、CCCZ和CCCCZ门在50(100)ns、100(250)ns和150(300)ns门操作时长下,分别可实现约0.01(0.1)的误差率。这些结果表明,通量量子位架构有望通过快速、高保真度的原生多量子比特门实现可扩展量子计算。
