奇偶交叉共振:一种多量子比特门

该研究团队提出了一种本征三量子比特纠缠门,通过设计相互作用在单一相干步骤中实现控制-控制-目标及控制-目标-目标操作。与传统分解为多个两量子比特门不同,该团队的混合优化方法选择性增强所需相互作用同时抑制非必要耦合,在计算子空间及更广范围内均展现出稳健性能。这种新型门可归类为交叉共振门,研究证实其具有多种应用场景:包括GHZ三重态制备、基于多体相互作用的托佛利类逻辑演示,以及受控Z门实现。后者能将两个数据量子比特的奇偶性直接映射至测量量子比特,从而在表面码量子纠错中实现更快、更高保真度的稳定子测量。所有实验案例均表明,随着总激发数增加,该三量子比特门在希尔伯特空间不同维度均保持稳定性能。这项工作为协同设计电路架构与控制协议奠定基础,将本征多量子比特相互作用作为新一代超导量子处理器的核心要素。

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