超导量子比特中微波串扰效应的控制与抑制

提升门性能对于可扩展量子计算至关重要。通用量子计算还要求门保真度达到较高水平。对于工作在微波频段的超导量子处理器，单量子比特门通常通过微波驱动实现。微波脉冲之间的串扰是一个不可忽略的误差来源。在本文中，我们提出一种误差抑制方案来解决单量子比特门的串扰问题。我们的方法包含三个步骤。首先，通过控制量子比特之间的失谐，可将微波诱导的经典串扰误差限制在计算子空间内。其次，通过应用通用分解流程，任意单量子比特门可分解为$\sqrt{X}$和虚拟Z门组成的序列。最后，通过优化虚拟Z门中的参数，可修正限制在计算空间内的误差。使用我们的方法，无需额外的补偿信号，任意单量子比特门时间不会延长，且包含并行单量子比特门的电路深度也不会增加。仿真结果表明，在特定的量子比特间失谐区间内，并行单量子比特门的保真度损失可低至无微波串扰时的水平。