超导量子比特中动态甜点的帕累托前沿工程

在动态甜点(DSS)运行超导量子比特可抑制低频磁通噪声引起的退相干。该领域关键悬而未决的问题是:这种策略能将相干时间延长多久?何种基本限制约束其上限?该研究团队提出了一种全参数化、多目标的周期性磁通调制框架,可同时优化能量弛豫时间T1和纯退相位时间Tφ,从而量化二者间的权衡关系。针对实际噪声谱下的fluxonium量子比特,该方法将Tφ较现有DSS策略提升3-5倍,同时保持T1在百微秒量级。研究证实:虽然DSS消除了一阶低频噪声敏感性,但弛豫率无法无限趋近于零,这为可实现的T1设立了理论上限。在优化工作点处,该团队发现了对直流和交流磁通均不敏感的双DSS区域,为实验提供了鲁棒性操作区间。作为应用,研究人员在这些工作点设计了单/双量子比特控制方案,并通过数值模拟验证了高保真度门操作。这些成果建立了一个通用有效的DSS帕累托前沿优化框架,显著提升了超导量子比特的相干时间和门操作性能。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-27 05:23

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