通过双连接梯度仪设计实现抗磁通噪声的transmon量子比特
频率可调谐超导传输子量子比特是可扩展量子处理器的核心组件,但其性能常受低频磁通噪声敏感性的影响。本研究展示了一种采用纳米空气桥连接双环结构的梯度仪型传输子(“8字形量子比特”),该设计在保持完全电调谐能力的同时,与标准X形量子比特的控制和读取完全兼容,无需额外测量开销。空气桥互连结构消除了介质损耗,使该器件既实现了与参照X形量子比特相当的能量弛豫时间T₁,又在小磁通偏置条件下将拉姆齐相干时间T₂*提升近三倍。改进后的T₂*在不使用回波解耦技术时已达到与T₁同数量级。该器件即便在没有磁场屏蔽的情况下,仍表现出卓越的长期频率稳定性。研究人员建立了空间相关磁通噪声模型,其模拟结果定量复现了实验相干性变化趋势,揭示了超导芯片环境中短程与长程相关磁噪声的共存现象。通过稳健的几何设计将高调谐性与本征磁通噪声抑制相结合,8字形量子比特为实现更高相干性和稳定性的超导量子处理器提供了实用途径。

