在多达414量子比特的超导量子计算机上表征纠缠

随着量子技术的进步和量子计算机规模的扩大，理解设备的质量程度变得越来越重要。大规模纠缠是实现量子优势的关键量子资源，其生成过程中的挑战使其成为衡量通用量子设备性能的有价值基准。在这项工作中，我们研究了在IBM量子设备系列上制备的Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)态和图态中的纠缠。我们生成GHZ态，并研究其相对于态大小和动态去耦技术的相干时间。在32量子比特GHZ态上测量到$0.519 \pm 0.014$的GHZ保真度，证实了其真正的多体纠缠(GME)。我们展示了在实施动态去耦后，7量子比特GHZ态的退相干率有显著改善，并观察到对于最多$N=15$量子比特，退相干率呈线性趋势$\alpha=(7.13N+5.54)10^{-3}\mu s^{-1}$，确认了超退相干的缺失。此外，我们在22个超导量子设备上制备并表征了完全二分纠缠的本征图态，量子比特数高达414个，即433量子比特IBM Osprey设备的所有活跃量子比特。对制备态中2量子比特纠缠衰减的分析表明，动态去耦技术的实施抑制了相干噪声信号。此外，我们观察到某些量子比特对中的纠缠随时间振荡，这很可能是由残余ZZ相互作用引起的。表征本征图态中的纠缠，以及检测纠缠振荡，可以成为低级设备基准测试的有效方法，该方法涵盖了2量子比特错误率以及其他噪声源，并可能应用于量子电路编译。