适用于硅基自旋量子比特的稳健复合双量子比特门

该研究团队提出了一种基于哈密顿量逆向工程的通用方法,用于实现参数化双量子比特门组。这种方法具有独特优势,可同步调控四个能级间的跃迁,相比传统方法能以更少操作步骤构建复合双量子比特门。在硅基双量子点(DQDs)系统中应用时,仅需单次脉冲切换即可实现一步式fSim门和B门。值得注意的是,该方法可与多种优化理论进一步结合以提升门性能。基于量子最优控制理论,研究人员开发了具有实验可行脉冲波形的高保真fSim门方案,在退相干和近似误差存在情况下,平均门操作时间为50纳秒,理论保真度达99.95%。通过结合几何量子门原理,该工作提出了一种几何-动力学混合fSim门方案。数值模拟表明,相较于纯动力学方案,这种混合方案对系统误差展现出更强的鲁棒性。该方法可推广至任意双量子比特物理系统,为快速、鲁棒地构建复合双量子比特门提供了可行路径。

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提交arXiv: 2026-03-05 03:44

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