超越量子比特限制的超导量子三能级链路
超导微波链路已经实现了量子比特之间的确定性态传输和远程纠缠,但迄今为止,确定性链路只能有效传输二维希尔伯特空间。该研究在两个独立封装、由微波通道连接的节点之间演示了一个超导 qutrit 链路。每个节点都包含一个 transmon qutrit、一个传输谐振器和一个可调谐的 Purcell 滤波接口,使得两个远程微波光子接口在频率和带宽上得以匹配。该团队实现了两种基于跃迁选择的光子介导操作,将 \( |e\rangle \) 和 \( |f\rangle \) 的 qutrit 分量传输到同一通道的不同时间模式中。该研究对任意 qutrit 态传输进行了层析表征,获得了 83.68% 的平均传输态保真度和 77.12% 的 qutrit 过程保真度,这两个数值均超过了经典 qutrit 传输基准,以及用于传输任意 qutrit 的等效量子比特通道所能达到的最佳平均保真度。通过部分传输操作,该团队重建了一个远程两 qutrit 态,其负性为 0.730,层析推断的密集编码容量为 2.273 比特,层析推断的 Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu (CGLMP) 参数 \( I_3 = 2.332 \),所有这些结果都超越了相应的量子比特或局部极限。这些结果展示了一个超导微波链路,该链路利用 transmon 固有的三能级结构作为一个真正的高维通信资源。
量科快讯
2 天前
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