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提升量子比特间的连通性并减少量子态离域化，同时保持基本门操作的速度与精度，是发展大规模超导量子计算机面临的核心挑战。在这项理论研究中，该团队研究了一种特殊的蜂窝状量子比特晶格结构：每个晶胞内的量子比特通过两个专用可调耦合器和一个共享中心元件相互连接。这种设计形成了有效的多模相互作用，可实现晶胞内任意量子比特对之间的按需全互联耦合。研究团队对晶胞结构进行了全面分析，提出了一种基于多模耦合优势的新型高效条件Z门方案，并开发了实验可行的单步门操作脉冲协议——相较于先前利用中心模式架构的双量子比特门方案，该方案显著提升了门操作速度。数值模拟结果展示了旁观量子比特对平均双门保真度的影响，并分析了多模耦合结构如何减轻晶胞内并行单量子比特门操作时离域化导致的串扰。该工作还通过解析方法估算了双门操作期间弛豫和退相干引起的误差（包含多模耦合结构的噪声项）。研究表明，这种多模耦合架构在增强连通性与操作并行性之间取得了良好平衡，尤其当多个相互作用晶胞构成量子处理单元时更具优势。这些成果有望为开发高连通性量子处理器及高效低开销量子算法开辟新路径。