硅自旋量子比特的四重权重奇偶校验

相干自旋输运技术的最新进展使得稀疏半导体自旋量子比特阵列成为实现量子处理器极具吸引力的固态平台。这种基于输运的动态长程互联特性对众多量子纠错(QEC)方案也至关重要。本项研究展示了一种硅基自旋量子比特器件,该器件包含一个量子比特相干传输总线,可在四个隔离位置(称为“巴士站”)实现量子比特交互。研究团队通过输运技术和量子非破坏性(QND)自旋测量动态配置阵列并调节所有单/双量子比特操作,在器件大部分区域无需依赖电荷传感即可完成操作。该工作实现了对等效五量子比特处理器的全域控制,并构建出支持最高四权重X/Z型奇偶校验的表面码稳定子元胞所需连接结构。研究人员利用奇偶校验在阵列中所有量子比特组合间生成多粒子纠缠态,并报道了五量子比特格林伯格-霍恩-蔡林格(GHZ)态的真实纠缠——这是迄今为止基于门定义半导体自旋系统构建的最大规模纠缠态。该成果为开展自旋量子比特量子纠错实验提供了直接契机,所开发的协议为稀疏自旋量子比特阵列的模块化校准与运行奠定了基础。

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提交arXiv: 2026-01-30 18:34

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