通过微波光子量子位的时间-频率复用产生频率箱编码的双轨簇态
团簇态是一类具有广泛应用的多量子比特纠缠态,例如在量子计量学和单向量子计算中。在此,该团队提出了一种利用超导电路生成频率编码双轨团簇态的方案,该电路由固定频率传输子量子比特、谐振器和珀塞尔滤波器组成。通过顺序发射共传播的不同频率微波光子,研究人员实现了时频复用。频率编码双轨方案使得基于光子占位的擦除检测成为可能。该工作采用量子层析技术表征态保真度,并利用局域化纠缠度量量化多方纠缠。实验实现了由最多四个逻辑量子比特组成的团簇态,其态保真度超过50%。在最多七个逻辑量子比特的链中仍能保持局域化纠缠。当剔除擦除误差后,对最多八个逻辑量子比特的态保真度仍超过50%,且在最多十一个量子比特的链中仍能维持纠缠。这些结果表明,与传统单轨方案相比,频率编码双轨方案对光子丢失具有更强的鲁棒性。该研究为微波领域实现高维纠缠态生成和光子量子信息处理提供了可扩展的路径。
