福克态生成与基于拉比驱动量子位的交换操作

在高Q值孤立模式中确定性生成和交换福克态,构成了玻色子量子计算架构的核心基础。传统上,这些操作需要与量子比特强耦合,这本质上会损害腔模所需的隔离性。为解决这一矛盾,该团队提出了一种可调谐机制:通过驱动弱耦合量子比特(保持模式隔离性)来按需诱导强相互作用。借助拉比驱动的量子比特介导边带相互作用,该团队实现了transmon与长寿命腔模之间的按需杰恩斯-卡明斯耦合。使用具有两个高Q值模式的超导长笛腔,该团队以单光子操作时间少于2微秒的速度,确定性演示了最高至n=5的福克态制备,并在约2微秒内完成单光子交换的演示与表征。最终,该团队调整交换方法生成了双轨贝尔态。虽然当前性能受限于基线相干性而非基本方法极限,但该协议本质上可扩展至更高光子数和更快操作速度。通过在严格保持弱耦合的模式上实现复杂操作,该方法为推进可扩展玻色子量子计算建立了稳健路径。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-08 15:58

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