最大纠缠两 qutrit 门的广义交叉共振方案

为利用更高维度的量子系统，本文推导了一种广义交叉共振(GCR)方案，用于在固定频率的 transmon 器件上实现最大纠缠的两 qutrit 门，超出已知的 0-1 子空间。我们的两 qutrit 门，即 $U_{CR}^{01}$ 和 $U_{CR}^{12}$，分别作用于 transmon 的 $0{\text -}1$ 和 $1{\text -}2$ 能级跃迁，直接允许在 $1{\text -}2$ 能级上实现纠缠。不同于已有工作的是，我们的门具有参数化特性，使我们能够构建感兴趣的多个纠缠门。通过在 Qiskit 中进行仿真，我们展示了两种两 qutrit 广义受控-$X$($U_{CX}^{01}$ 和 $U_{CX}^{12}$) 和受控-$H$($U_{CH}^{01}$ 和 $U_{CH}^{12}$) 门，这些是所提出 $U_{CR}$ 门的一个实例，分别在有无噪声情况下给出 $86.14\%(99.73\%)$、$84.6\%(97.88\%)$、$92.35\%(99.39\%)$ 和 $91.99\%(98.99\%)$ 的门保真度。我们还揭示了一个纠缠态，保真度为 $99.06 \pm 0.01\%$，完整的 Bell 态制备在约 $514$ ns 的脉冲序列中完成，该序列的长度小于已知基于交叉 Kerr 纠缠门的方案。