克服静态噪声交换耦合表面量子比特中门保真度的限制

近期实验证明,通过全电式电子自旋共振技术可实现对表面单个原子自旋态的量子相干控制。通过构建原子相互作用阵列,该技术形成了原子尺度的量子比特平台。然而量子比特间的静态交换耦合、有限相干时间及初始态极化等问题严重制约了高保真度量子操控的实现。该研究团队采用开放量子系统模拟与量子最优控制理论解决这一难题,论证了在该平台实现操作保真度(F≳0.9)的可行性条件,并揭示量子最优控制理论中的Krotov方法能针对特定噪声源进行自适应优化,其性能显著优于传统拉比驱动方案。最后,研究人员重新评估了该量子比特平台首次演示实验的装置配置,提出了可最大限度提升门操作保真度的优化实验设计方案。
提交arXiv: 2025-09-23 15:31

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