基于动力学冻结的仅驱动交互工程

冻结通常用于抑制不期望的动力学,但它也可以用来调控相互作用。该团队提出了一种由冻结诱导的相互作用工程方案,这是一种纯驱动控制范式:通过动态冻结一个辅助子系统,重塑剩余自由度的有效哈密顿量。作为具体实现,该团队考虑一个三量子比特架构,其中驱动调制器 \(M\) 与两个目标量子比特之一 \(Q_1\) 耦合,而 \(Q_1\) 和 \(Q_2\) 之间保持固定的本征交换型相互作用。当 \(M\) 被冻结在缀饰本征态时,其投影会重整化 \(Q_1\) 的局域哈密顿量。这使得 \(Q_1\) 与 \(Q_2\) 在缀饰框架下的失谐量可通过驱动频率进行调控。于是,本征相互作用可在两种模式间切换:一种是大缀饰框架失谐的相互作用关闭模式,另一种是共振交换的相互作用开启模式。在相互作用开启模式下,该方案利用本征的 \(Q_1Q_2\) 耦合实现 iSWAP 门。完整的实验室框架仿真显示了高保真度的 iSWAP 动力学行为,以及在相互作用关闭模式下对相互作用的强效抑制。通过将本征耦合的门操作速度与纯驱动的操作简洁性相结合,冻结诱导的相互作用工程为在固定频率量子架构中实现快速、由驱动控制的双量子比特纠缠门提供了一条可行路径。

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提交arXiv: 2026-05-18 21:01

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