高频高相干量子计算:一种高频、高相干且可扩展的量子计算架构设计
具备长相干时间、快速门操作、低损耗与低比特翻转错误的高容错可扩展量子计算架构,可能是实现真正量子优势的唯一路径。在此背景下,采用新型高性能拓扑结构的高频高相干(HCQC)量子比特,通过实现紧凑尺寸、更高扩展性及突破传统的工作温度,有望成为通往高效高保真量子计算的重要里程碑。虽然目前跨膜型量子比特的常规设计制造频率多在4-6GHz区间(偶尔可达10GHz),但实现更高频段运行仍面临特殊设计与工艺挑战。本报告提出了一种工作频率突破10GHz的8量子比特跨膜架构(可升级至单芯片72量子比特)的方案与初步设计,并创新性地提出新型连接拓扑。当前设计覆盖约11-13.5GHz频段(现阶段可实现9-12GHz全频段),以12.0GHz为中心最优频率,力求基于现有工艺实现稳定、紧凑且电荷噪声最低化的操作。通过采用其他团队研发的钽及铌/铝/氧化铝三层结构超导结技术(详见参考文献),该方案目标在试验后实现平均1.9毫秒的弛豫时间及最高2.75×10^7的品质因数。

