统一通量控制架构用于通量子比特

能够在降低硬件开销的同时维持高保真度操作的控制器架构,对于超导量子处理器的持续扩展至关重要。本文通过实验实现了一种通量量子比特的统一控制架构,在该架构中,横向(\(XY\))和纵向(\(Z\))操作均通过单一的通量控制通道实现,并由单个任意波形发生器通道驱动。这种架构对共享控制通道提出了相互矛盾的要求:该通道必须同时支持用于重置操作的低频通量传输,同时强烈衰减量子比特跃迁频率附近的宽带噪声。该团队通过频率选择性低温滤波以及补偿波形合成技术解决了这一挑战,后者可校正由滤波控制线引入的脉冲失真。实验表明,该方法在维持超过100 μs的相干时间的同时,实现了约98%保真度的主动重置以及保真度超过99.99%的20纳秒单量子比特门。该研究进一步展示了基于可复用脉冲原语的FPGA本地化指令级波形合成方法,用于实现统一的通量控制。这些成果确立了统一通量控制作为通量量子比特的一种可扩展架构,能够在降低控制硬件开销的同时维持高保真度操作。
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提交arXiv: 2026-05-25 15:26

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