通过超绝热无跃迁驱动增强远程多模互连上的量子态传输与贝尔态生成

在米级长距离量子互连上实现高保真度直接双量子比特门具有挑战性，部分原因在于此类系统的多模特性。一种替代方案是将局部操作与远程量子态传输或远程纠缠相结合。在这里，我们研究了两个相距较远的量子比特（配备可调相互作用）通过公共多模互连的量子态传输和纠缠生成。我们采用绝热通道的超绝热无跃迁驱动（SATD）解，并展示了相对于标准协议的各种有利改进。特别是，通过抑制到选定（共振）互连模式的泄漏，SATD打破了由量子比特-互连相互作用$g$决定的速度极限关系，此时操作时间受限于到相邻模式的泄漏（即互连的自由光谱范围$\Delta_c$），从而即使在弱$g$下也能实现快速操作。此外，我们识别了使用此类绝热协议生成贝尔态时的多模误差机制，其中量子比特-互连相互作用的奇偶模态依赖性破坏了暗态对称性，导致与奇模的有害绝热重叠随$(g/\Delta_c)^2$增长。因此，采用由多模互连施加的弱耦合时，SATD在操作速度以及对非相干误差的敏感性方面提供了显著改进。