二维超导量子比特晶格中W态的可扩展单步生成
多量子比特纠缠的可靠生成是大规模量子信息技术的先决条件。其中,W态因其在局部损耗或测量下的鲁棒性而成为重要资源。然而,通过顺序双量子比特门制备这些态通常需要大量时间开销。相比之下,工程化的同步相互作用能够实现快速纠缠生成,即使在最近邻连接受限的量子比特系统中也是如此。本文展示了一组快速且鲁棒的操作,用于将单个激发相干地分布到任意大小的晶格上,从而直接从初始乘积态生成W态。在二维晶格中,激发沿两个方向同时传播,使得总纠缠时间仅随最大维度标度。利用这一特性,该团队在99纳秒内于一个3×2超导晶格中制备了六量子比特W态,断层扫描保真度达到83.9±1.0%。随后,该团队将协议扩展到在最多七个量子比特的链上创建纠缠,在264纳秒内生成的最大W态保真度为79.6±1.3%。

