双transmon耦合器：用于高度失谐超导量子比特的无残余耦合快速两比特门

尽管两比特纠缠门对于通用量子计算必不可少，但以其实现高保真度却出了名的困难。近年来，可调耦合器已成为超导量子计算机中实现高保真度两比特门的关键组件。然而，对于高度失谐的量子比特（其有利于缓解量子比特频率拥挤或因比特间串扰导致的错误），仍难以实现无有害残余耦合的可调耦合。因此我们提出了一种此类可调耦合器的设计，称之为双 transmon 耦合器（double-transmon coupler），因为它由两个通过带额外约瑟夫森结的公共环路耦合的 transmon 量子比特组成。通过控制环路中的磁通，我们不仅能实现快速高保真度两比特门，还能在计算量子比特为高度失谐的固定频率 transmon 的空闲期间实现无残余耦合。所提出的耦合器有望为更高性能的超导量子计算机提供另一种途径。