基于场的格式化方法用于计算换乘量比特的换乘耦合速率

超导量子比特是量子计算中最成熟的平台之一，但仍需实现显著的性能提升。为改进这些系统的工程化，3D 全波计算电磁学分析正日益被采纳。不幸的是，现有分析方法常依赖使用特征模式求解器的全波仿真，这类求解器在处理多比特设备时往往笨拙、不够稳健，且计算成本高昂。为规避上述局限，本文致力于开发一种替代框架，聚焦于评估换乘量比特之间的换乘耦合速率。这是决定快速多比特门性能的关键设计参数，也会影响退相干源如比特串扰。我们的建模框架基于宏观量子电动力学中的场论方法，表明换乘耦合速率可与比特之间相互关联的电磁二极性格林函数相关联。我们进一步展示，该与二极性格林函数相关的量可与系统的阻抗响应联系起来，而后者可通过经典计算电磁学工具高效计算。通过对四个实际多比特超导电路进行仿真，评估其换乘耦合速率，验证了该方法的有效性。我们将结果与 3D 数值对角化方法和可获得的实验数据进行了对照。我们还通过仿真一个多耦合器件并识别比特串扰为零的运行点，展示了换乘耦合速率对比特串扰的影响。