频率与幅度调制门实现通用量子控制
实现高保真度的单量子位和双量子位门操作,对于执行任意数字“量子算法”以及构建容错“量子计算机”至关重要。该研究团队提出一种基于频率与幅度调制微波控制的理论框架,通过引入频率调制作为额外控制自由度,扩展了传统幅度调制方案。该方案在固定频率量子比特上运行,将量子比特频率可调性需求转化为驱动频率调制需求。利用“Floquet理论”,研究人员在特定标准下分析设计这些驱动以实现最优保真度。该框架覆盖了Floquet理论中从绝热到非绝热的各类门操作,确保其在不同门类型与控制方案中的广泛适用性。数值模拟采用典型“Transmon量子比特”参数时,演示的通用门集合(包括X门、Hadamard门、相位门和CZ门)控制误差显著低于0.1%,单量子位操作时间为25-40纳秒,双量子位操作时间为125-135纳秒。此外,该工作还展示了一种针对驱动型量子比特设计的常开CZ门,其操作时间仅需80-90纳秒。



