可调谐非局域ZZ相互作用——用于分布式固定频率量子比特间的远程受控Z门

容错量子计算需要大规模超导处理器,但单片式架构正面临布线密度、串扰和制备良率的日益严峻的限制。模块化超导平台提供了一种可扩展的替代方案,但如何在远距离模块间实现高保真度纠缠门仍是核心挑战,尤其对高相干性的固定频率量子比特而言。本研究提出了一种分布式硬件架构,通过采用双transmon耦合器(DTC)对来突破这一瓶颈。该方案通过同步控制位于宏观电缆两端的两个DTC,在实现开关比超过10^6的非局域交叉克尔相互作用按需激活的同时,能强力抑制残余静态模块间耦合。基于真实硬件参数的综合系统级数值模拟表明:该机制可在分装于不同模块、通过25厘米同轴电缆互联的固定频率transmon间实现保真度超过99.99%的远程受控Z(CZ)门。这些成果为构建高性能分布式超导处理器开辟了一条极具可行性且硬件高效的路径。

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提交arXiv: 2026-03-30 14:52

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