远失谐量子比特间全微波控制相位门的演示

构建大规模超导量子处理器的一个挑战是在相干性、量子比特可寻址性、量子比特间耦合强度、电路复杂性和所需控制线数量之间找到合适的平衡。领先的全微波耦合两个量子比特的方法需要相对较少的控制线，并受益于高相干性，但在多量子比特设置中遭受频率拥挤和有限可寻址性的困扰。在这里，我们通过实现一个全微波控制相位门来克服这些限制，该门作用于两个横向耦合的transmon量子比特，它们相对于量子比特非谐性远失谐。该门通过向其中一个量子比特施加单个强微波音调来激活，诱导两量子比特|f,g⟩和|g,e⟩状态之间的耦合，其中|g⟩、|e⟩和|f⟩表示transmon量子比特的最低能态。交错随机基准测试得到门保真度为97.5±0.3%，门持续时间为126 ns，主要误差源是退相干。我们使用Floquet理论对存在强驱动场的门进行建模，发现与我们的数据吻合良好。我们的门构成了当前两量子比特门的一个有前景的替代方案，并且由于它既不需要额外的驱动线也不需要可调耦合器，因此在大规模量子处理器中可能具有硬件扩展优势。