参数门中强驱动效应分析的精确方法

实现快速、高保真纠缠门的能力是可行量子处理器的重要要求。实践中,实现快速门常伴随旋转波近似未能刻画的强驱动效应这一代价。这些效应可在门协议仿真中分析,但仿真计算成本高且常掩盖其中的物理机制。此处,我们展示如何通过使用精确数值与微扰解析方法直接求解 Floquet 本征问题来高效提取门参数。作为该工具集的示例应用,我们研究了由两个固定频率 transmon 量子比特经参数驱动耦合器连接所生成的参数门空间。我们基于含时 Schrieffer-Wolff 微扰理论的解析处理,给出了门频率与杂散相互作用的闭式表达式,且对强驱动有效。由这些计算,我们确定了包括 $i$SWAP、controlled-Z 与 CNOT 在内不同类型门的最优工作区间。这些解析结果辅以数值 Floquet 计算,从中直接提取驱动依赖的门参数。该方法相较完整时间演化仿真具有显著计算优势。更一般地,我们的解析与数值结合策略可表征涉及参数驱动相互作用的两量子比特门,并可应用于门优化与串扰抑制,例如多量子比特架构中不期望的 ZZ 相互作用的消除。