基于可调耦合器架构的可扩展Fluxonium量子处理器
超导量子处理器目前已基本采用基于transmon的架构,而具有本征纠错能力的替代性量子比特模式始终缺乏可扩展系统集成的实证路径。值得注意的是,尽管可调耦合器介导的相互作用已在小型fluxonium系统中得到验证,但此类设计能否扩展至多量子比特阵列仍存疑问。本研究提出了一种基于模块化量子比特-耦合器单元的可扩展fluxonium处理器架构,该单元经过专门设计以抑制多量子比特阵列中的残余相互作用和旁观者误差。该系统实现了接近99.99%的并行单量子比特门保真度,以及约99%的双量子比特CZ门保真度。在32纳秒的优化门操作时长下,最佳CZ门保真度可达99.9%。研究人员进一步在22量子比特处理器中验证了该架构,通过并行操作实现了涉及最多10个量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger态确定性生成。这些成果共同证明,fluxonium-可调耦合器单元不会引发异常相互作用问题,从而确立了fluxonium作为可扩展超导量子比特平台的地位。

