用于量子计算的高效 Z 门

对于超导量子比特，微波脉冲驱动 Bloch 球面上的旋转。这些驱动的相位可用于生成零持续时间的任意“虚拟”Z 门，结合两个 $X_{\pi/2}$ 门，可以生成任意 SU(2) 门。在此我们展示了如何最好地利用这些虚拟 Z 门来改进算法并纠正脉冲误差。我们使用由 Hadamard 和 Z 门组成的 Clifford 集进行随机基准测试，并表明与由标准有限持续时间 X 和 Y 门组成的集合相比，每个 Clifford 的误差有所降低。Z 门可以纠正弱非谐量子比特的幺正旋转误差，作为 DRAG 等脉冲整形技术的替代方案。我们研究了泄漏，并表明将 DRAG 脉冲整形（以最小化泄漏）与 Z 门（以纠正旋转误差）相结合的 DRAGZ 方法实现了一个 13.3~ns 的 $X_{\pi/2}$ 门，其特点是低误差（$1.95[3]\times 10^{-4}$）和低泄漏（$3.1[6]\times 10^{-6}$）。最终泄漏受到量子比特有限温度的限制，但该极限比退相干引起的脉冲误差小两个数量级。