耦合量子位中的态衰减作为双量子位门误差源

理解双量子比特门操作中的误差机制对于构建高保真度量子处理器至关重要。尽管先前研究主要将退相位噪声视为马尔可夫性或低频主导,但实际量子比特环境表现出具有结构性的频率依赖谱特征。本研究通过理论分析和具有工程化噪声谱的超导量子比特实验验证,揭示了与“修饰态能级分裂”(由量子比特间耦合强度g决定)匹配的噪声频率会诱导出独特的弛豫通道,从而降低门操作性能。研究发现双量子比特门误差与频率2g处的噪声功率谱密度呈可预测的比例关系,将T1ρ弛豫概念扩展至相互作用体系。这种具有频率选择性的弛豫机制在不同平台具有普适性,深化了该团队对门操作过程中退相干路径的理解。该机制同样为双轨编码或单重态-三重态编码设定了相干性极限。
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提交arXiv: 2026-01-16 14:13

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