通过宇称测量与反馈实现超导量子比特的确定性纠缠

测量过程中量子系统的随机演化无疑是量子力学中最神秘的特征之一。对量子系统进行测量通常会将其导向经典态，从而破坏任何初始的量子叠加态以及与其他量子系统的纠缠。值得注意的是，对非相互作用量子系统之间的共享属性进行测量，可以从非关联态产生纠缠。在量子计算中，宇称测量尤为引人关注，它将量子比特（qubits）寄存器投影到具有偶数或奇数总激发数的态上。关键在于，宇称计必须在以高保真度区分两种宇称的同时，保持同宇称态之间的相干性。尽管针对原子、半导体和超导量子比特提出了众多方案，但实现一种能为偶数和奇数测量结果均产生纠缠的宇称计仍然是一个突出的挑战。我们利用三维电路量子电动力学（cQED）架构中的腔和相位敏感参量放大，实现了对两个超导量子比特的时间分辨连续宇称测量。通过后选择，我们通过宇称测量产生了 concurrence 达 77% 的纠缠。将宇称计纳入反馈控制回路后，我们将纠缠产生从概率性转变为完全确定性，实现了按需制备目标 Bell 态且保真度达 66%。这些宇称计的实现以及基于反馈的确定性测量协议，为固态中的主动量子纠错提供了关键要素。