克尔猫量子比特的衰亡机制及其拯救方案

实验研究表明,克尔猫态量子比特具有显著的噪声偏置特性,其中一个衰变通道被抑制了数个数量级。在超导实现方案中,理论上增强非线性振荡器(承载克尔猫态量子比特)的微波驱动应能进一步放大这种偏置效应。然而实验发现,当驱动幅度超过临界值时,隧穿时间(次主导衰变通道)不仅停止增长,反而出现下降。该团队揭示这一反常现象源于电路实现的多模式特性:具体而言,用于控制克尔猫态量子比特的缓冲模式若频率选择不当,可能引发多光子共振,从而急剧破坏量子态相干性。研究人员通过完整保留电路非线性特性,并在弗洛凯-马尔可夫框架中精确处理强驱动效应(该框架考虑了克尔猫态谱中的准简并态),阐明了这一机制。该工作不仅解释了隧穿时间骤降的成因,更证实了当电磁环境经过精心设计时,克尔猫态量子比特具有优异的鲁棒性。

量科快讯