固态量子网络节点中具有高弹性、抗误差保护的量子门
高保真量子门是任何量子计算与通信架构的基石。在超越阈值的量子纠错所需精度水平下实现抗实际误差的量子操控,一直是所有量子硬件平台面临的长期挑战。该研究团队在固态量子网络节点中理论开发并实验验证了具有误差防护功能的量子门。该工作将室温随机基准测试与一类新型复合脉冲相结合,这类脉冲能同时抵抗频率和幅度误差带来的随机与系统性干扰。研究人员提出了“功率无扰双失谐免疫门”(PUDDINGs)理论框架,用于构建对幅度和频率误差均具有免疫能力的条件门。通过在金刚石氮空位(NV)色心体系中进行单量子比特与两量子比特CNOT门的演示实验,该团队系统性地测量到每门误差最高可降低9倍。通过将PUDDING技术应用于低温环境,该工作实现了每门两量子比特误差低至1.2×10^-5(保真度达99.9988%)的创纪录性能,远低于表面码与色码量子纠错方案的阈值要求。这些成果为新型容错量子网络提供了可行的基础模块,并首次在固态系统中实现了具有误差防护功能的条件门实验验证。
量科快讯
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