模块化量子架构中基于腔体的网络的准确且可扩展仿真
量子物理
2025-08-20 v1
摘要
腔体中介的互连是实现模块化量子计算机可行平台，旨在实现高保真度的量子态传输和纠缠生成。在本工作中，我们首先建立了确定性跨芯片量子态传输动力学模型，采用Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP) 协议进行建模，分析在可实现的量子比特-腔体耦合和退相干参数下的保真度损失机制。随后，我们扩展了通常用于模拟远程量子通信网络的NetSquid仿真器，支持腔体中介的通信信道，以实现跨芯片状态传输和纠缠生成。我们将腔体建模为由物理系统特性参数化的幅度耗尽信道，参数包括腔体衰减率 和量子比特-腔体耦合强度 ，并分析由 和 时间决定的固有量子比特退相干因素。我们的仿真在强耦合和弱耦合两个情形下均能准确地代表系统动力学，识别了保真度、延迟和噪声因素之间的关键权衡。该方法支持模块化架构的可靠建模和可扩展仿真，并为实际量子网络实现的设计优化提供了洞见。
引用
@article{arxiv.2508.13896,
title = {Accurate and Scalable Simulation of Cavity-Based Networks in Modular Quantum Architectures},
author = {Sahar Ben Rached and Zezhou Sun and Guilu Long and Santiago Rodrigo and Carmen G. Almudéver and Eduard Alarcón and Sergi Abadal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13896},
year = {2025}
}
备注
Accepted at IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE) 2025. 8 pages, 9 figures