锗中空穴的快速双量子比特逻辑门

量子点量子计算的前景激发了广泛的研究。然而，仍缺乏一个能兼具优异控制与快速高保真操作的平台。在此，我们展示了基于锗中空穴的单量子比特与双量子比特操作。通过利用极低无序的量子阱并在虚拟门空间中工作，获得了对隧穿耦合与失谐的高度控制。自旋轨道耦合免除了对微观元件的需求，并实现拉比频率超过100 MHz、单量子比特保真度达99.3%的快速量子比特控制。我们展示了在75 ns内执行的快速双量子比特CX门，并通过在电荷对称点上操作来最小化退相干。因此，平面锗在一年内从一种可承载量子点的材料成熟为一个可实现双量子比特逻辑的平台，使其成为用于扩展自旋量子比特以进行量子信息的独特材料。