通过腔总线耦合超导量子比特

超导电路是构建量子计算机中量子比特（qubits）的候选方案；单量子比特操作现已成为常规，且已演示了若干双量子比特相互作用和门操作的实例。这些实验表明，两个邻近的量子比特可以通过局域相互作用轻易耦合。对于任何量子计算机架构而言，在任意一对远距离量子比特之间执行门操作是高度理想的，但尚未得到证实。实现这一目标的有效方法是将量子比特耦合到量子总线，由其在量子比特间分发量子信息。在此，我们展示了这种量子总线的实现，利用限制在传输线腔中的微波光子，耦合位于芯片两侧的兩個超导量子比特。该相互作用通过虚光子而非实光子的交换来介导，从而避免了腔诱导的损耗。通过对量子比特进行快速控制以有效地开启和关闭耦合，我们演示了量子态在量子比特之间的相干转移。该腔还用于对量子比特状态进行多路复用控制和测量。这种方法可以扩展到两个以上的量子比特，是芯片上量子信息处理的一种极具吸引力的架构。