可扩展超导量子处理器中的多路复用双Transmon耦合器方案
对超导量子比特的精确控制是推动量子模拟和量子纠错发展的关键。近期采用单transmon耦合器(STC)方案的transmon量子比特系统,通过动态调控比特间有效耦合,已实现高保真度的单/双量子比特门操作。但STC的集成增加了控制线数量,给芯片布线及可扩展性带来严峻挑战。为此,该研究团队提出基于双transmon耦合器(DTC)架构的稳健控制线复用方案,通过共享耦合器控制线显著降低布线复杂度。实验验证表明,该复用构型在保持双量子比特门精确控制的同时,能有效抑制有害的静态ZZ耦合。研究人员进一步通过两种不同门实现方案(基于快速耦合器Z控制的CZ门和参量iSWAP门)验证了架构可行性。为证实该复用方法在量子电路中的实用价值,团队采用所提方案制备了保真度分别超过99%和96%的贝尔态与三比特GHZ态。这种复用DTC架构为二维量子比特阵列大幅降低布线开销提供了重要路径,将有力推动超导量子处理器可扩展性发展。



