基于换能器的高保真全微波 CZ 门及部分抹除-错误检测
量子物理
2025-11-11 v2
摘要
相邻物理量子比特之间的纠缠门是量子纠错的 essential 组件。以全微波方式实现它们可简化超导量子处理器的信号路由和控制 apparatus。我们提出并实验演示了一个在全微波方式下实现高保真度并抑制残余 ZZ 相互作用的受控-Z（CZ）门。我们的方法利用固定频率换能器和多路径耦合，从而将数据换能器之间的净横向相互作用显著降低，以抑制残余 ZZ 相互作用。受控相位源于换能器和数据换能器之间 过渡的色散频率移位，这取决于另一数据换能器的状态。在两个色散位移共振频率的中点驱动过渡，可实现状态相关的几何相位以实现 CZ 门。关键的是，我们的方案允许在保持数据换能器之间小的净横向相互作用的同时，增加数据换能器和换能器换能器之间的耦合，以加速 CZ 门的速度。此外，我们在门操作后测量换能器状态，以检测在门操作期间发生的部分退相干引起的失效。这些事件构成具有已知位置的抹除错误，enables erasure-aware 量子纠错码以提高未来逻辑量子比特的性能。
引用
@article{arxiv.2511.01260,
title = {High-fidelity all-microwave CZ gate with partial erasure-error detection via a transmon coupler},
author = {Shotaro Shirai and Shinichi Inoue and Shuhei Tamate and Rui Li and Yasunobu Nakamura and Atsushi Noguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01260},
year = {2025}
}
备注
Equations (I9), (J4), and (J6) are corrected. The correction of Eq. (J6) changes the values of $p'_\mathrm{idle}$ and $R_\mathrm{1st}$