通过复杂频率零点定位实现耦合量子比特的选择性操控
在可扩展量子处理器中实现精确的量子比特独立控制,长期以来受到寄生耦合与频谱拥挤导致的串扰问题严重制约。虽然基于时间反演对称性的最优吸收策略在单发射体系统中展现出前景,但其在真实多量子比特系统中的应用受限——实际损耗会打破时间反演对称性。该研究团队提出一种创新方法,利用针对完整耦合且明确包含损耗的量子比特-波导系统之复数反射零点(CF)特制的复数频率脉冲。这种方法通过与耗散系统的真实响应特性直接对接,绕过了理想化时间反演论证的局限。研究人员首先为三个耦合两能级发射体系统建立理论框架,运用海森堡方程推导系统响应,并设计出本质上反映系统耗散特性的CF脉冲。随后通过对三个约瑟夫森结超导量子比特实体模型的综合瞬态仿真(明确包含量子比特固有损耗),验证了该方法的有效性与实用性。结果表明:相较于能量相当的传统高斯脉冲,CF脉冲能显著抑制对相邻量子比特的串扰,实现目标量子比特的选择性激发。
