自旋量子比特系统中实现三量子比特纠缠门的同步交换控制

长期以来,配对交换耦合一直是半导体系统中自旋量子比特纠缠的标准机制。然而,基于配对交换门实现量子电路通常需要冗长的基本门操作序列。该工作提出了一种创新方法:通过同时驱动多对自旋量子比特间的交换耦合,实现多量子比特纠缠门操作。研究人员在线性排列和三角构型两种三量子比特系统中,推导出多交换纠缠操作的解析表达式,并演示如何通过优化控制参数,利用生成的三量子比特门构建可产生GHZ态、W态等标准纠缠态及Toffoli门的量子电路。研究结果表明,这种多量子比特策略能显著减少所需操作次数,为自旋量子比特处理器实现更高效、更浅层、更高相干性的电路提供了新途径。
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提交arXiv: 2025-12-15 17:16

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