基于辅助能级的 fluxonium 量子比特高效初始化
量子物理
2025-05-08 v1
摘要
快速且高保真度的量子比特初始化对于 fluxonium 等低频量子比特，以及许多量子算法和量子纠错码的应用至关重要。在电路量子电动力学系统中，初始化通常通过微波驱动在量子比特与短寿命腔之间转移状态来实现，这在原子系统中也被称为边带冷却过程。受波函数宇称对称性带来的选择定则限制，边带跃迁仅能通过多光子过程实现，这需要多音调或强驱动。利用 fluxonium 的磁通可调性，我们通过打破磁通对称性来启用非计算量子比特跃迁与腔激发之间的相互作用，从而规避了这一限制。通过单音调边带驱动，我们在 300 ns 的持续时间内实现了保真度超过 99% 的量子比特初始化，且对控制参数的变化具有鲁棒性。此外，我们表明我们的初始化方案具有同时去除量子比特第二激发态布居数的内在优势，并且可以轻松集成到大规模 fluxonium 处理器中。
引用
@article{arxiv.2402.06267,
title = {Efficient initialization of fluxonium qubits based on auxiliary energy levels},
author = {Tenghui Wang and Feng Wu and Fei Wang and Xizheng Ma and Gengyan Zhang and Jianjun Chen and Hao Deng and Ran Gao and Ruizi Hu and Lu Ma and Zhijun Song and Tian Xia and Make Ying and Huijuan Zhan and Hui-Hai Zhao and Chunqing Deng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06267},
year = {2025}
}