测量超导量子比特的99.9%保真度
量子物理
2025-08-08 v2
摘要
尽管过去几年超导量子计算取得了显著进展，但量子态测量在速度和保真度上仍落后量子门操作近一个数量级。主要挑战在于，用于探测量子态的强耦合和读出信号也可能引入额外的通道，从而导致量子比特态跃迁。在这里，我们设计了一种新颖的架构来实现长期寻求的量子比特与谐振器之间的纵向相互作用方案。该架构不仅通过消除残余横向耦合提供了真正的纵向相互作用，还为谐振器引入了适当的非线性，从而进一步最小化衰变误差和测量诱导的激发误差。我们的实验结果表明，在无需任何第一级放大的情况下，在202纳秒内实现了99.8%的测量保真度。在减去残余制备误差后，纯测量保真度超过99.9%。我们的方案与多路复用读出方案兼容，并可用于量子纠错。
引用
@article{arxiv.2412.13849,
title = {99.9%-fidelity in measuring a superconducting qubit},
author = {Can Wang and Feng-Ming Liu and He Chen and Yi-Fei Du and Chong Ying and Jian-Wen Wang and Yong-Heng Huo and Cheng-Zhi Peng and Xiaobo Zhu and Ming-Cheng Chen and Chao-Yang Lu and Jian-Wei Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.13849},
year = {2025}
}