利用浮动可调耦合器实现固定频率transmon间的快速绝热CZ门与精确残余$ZZ$消除

超导量子比特架构中的可调耦合器既能实现强比特间相互作用以完成双量子门操作,又能抑制单比特操作时的非预期耦合。然而,要实现快速双量子门操作的低错误率仍具挑战性——通常需要牺牲空闲态ZZ=0的条件,通过特殊设计的量子比特结构、耦合器或脉冲方案来抑制泄露和非绝热误差。本工作证明,对称悬浮式可调耦合器为实现快速、高保真度绝热控制相位(CZ)门提供了天然平台:其优势能级结构在保持空闲态残余ZZ相互作用精确抵消的同时,消除了传统方案中快速条件相位积累与绝热演化之间的矛盾。该架构即使采用简单的磁通调制波形,也展现出对非绝热跃迁的固有鲁棒性。为在更短门操作时间内(此时尽管能级结构优越,维持绝热性仍更具挑战性)提升性能,研究人员基于瞬时绝热因子引入脉冲整形技术,进一步抑制非绝热误差。实验实现了24纳秒绝热CZ门,保真度超过99.9%,并能稳定运行数小时。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-06 18:01

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