基于工程化 ZZ 抑制的固定频率 Transmon 高保真度 CNOT 演示

提升双量子比特门性能与抑制串扰是实现可扩展量子计算的主要却常相互竞争的挑战。特别地，为 realization 更快的门而增强耦合，本质上与因哈密顿量中不需要的双量子比特项导致的增强串扰相关联。在此，我们展示了一种 transmon 量子比特的新颖耦合架构，其规避了期望与不需要的相互作用速率间的标准关系。利用两个固定频率耦合元调节修饰能级间距，我们展示了静态 $ZZ$ 的本征抑制，同时保持大的有效耦合速率。我们的架构未观测到量子比特相干性退化（$T_1,T_2 > 100~\mu s$），且期望与不需要耦合之比提升超 6 倍。利用交叉共振相互作用，我们展示了 180~ns 单脉冲 CNOT 门，并通过交错随机基准测试测得 CNOT 保真度为 99.77(2)$\%$。