通过超导量子耦合器实现的高保真全微波CZ门与部分擦除错误检测

相邻物理量子比特间的纠缠门操作对量子纠错至关重要。采用全微波方式实现这些操作可简化超导量子处理器的信号布线及控制装置。该研究团队提出并通过实验验证了一种全微波控制的Z门(CZ门),该方案在实现高保真度的同时有效抑制了残余ZZ相互作用。该方法采用固定频率的Transmon耦合器与多路径耦合机制,充分降低数据Transmon间的净横向相互作用,从而抑制残余ZZ效应。可控相位源于耦合器与其中一个数据Transmon之间的|fg⟩-|xt⟩跃迁频率色散位移,该位移受另一个数据Transmon状态调控。通过驱动两个色散位移共振频率中点处的跃迁,可诱导产生与量子态相关的几何相位以实现CZ门。关键创新在于:该方案能在增强数据与耦合器Transmon间相互作用以加快CZ门速度的同时,保持两个数据Transmon间微小的净横向相互作用。此外,该团队在门操作后测量耦合器状态,以此检测门操作期间因退相干导致的部分故障。这类事件构成具有明确位置的擦除错误,使得采用可感知擦除错误的量子纠错编码有望提升未来逻辑量子比特的性能。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-03 06:11

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