针对可调耦合器量子系统的保真度感知频率分配与转译协同设计
频率拥挤是超导量子架构中的一个基本限制,特别是在可调耦合器系统中。该团队提出了一种框架,通过误差预算方法显式建模相干旁观者诱导误差和非相干寿命效应。利用该模型,该工作分析了频率拥挤如何随着模块规模和连接性的扩展影响门保真度,并构建了一个受约束的优化问题,在现实的分离度和硬件约束下分配量子比特和耦合器频率。该团队展示了可扩展的频率分配策略,以最小化旁观者诱导误差。该研究进一步表明,增加模块内的量子比特数量和耦合密度会导致保真度与连接性之间的权衡。为了探索系统规模上的优势,该团队开发了一种名为FINESSE的噪声感知转译方法,该方法通过选择满足连接性的高保真路径(通过SWAP插入实现),同时联合优化下游门执行,从而最小化误差。该团队针对基于SNAIL的三阶耦合器演示了这种物理信息驱动的架构-转译协同设计方法,该耦合器原生实现了\(\sqrt{iSWAP}\)基,并具有频率感知的门保真度。在SNAIL架构上,与SABRE相比,FINESSE实现了平均8.9%的对数保真度损失降低和6.8%的电路深度降低。该团队还在Brisbane架构上比较了结果。

