量子点准粒子共振器介导的受控-Z门的高保真 regime
介观与纳米尺度物理
2025-12-02 v1
摘要
半导体双量子点 (DQD) 量子比特通过超导微波共振器耦合，提供了对量子比特自旋和电荷自由度进行远程操控的强大手段。通过在量子比特的跃迁频率与共振器频率脱耦的方式进行参数驱动，可实现量子门。对于 DQD 自旋量子比特，已提出用于实现远程两量子比特受控-Z (CZ) 门的旋转波近似 (RWA)。但快速门要求强耦合，而当耦合强度显著大于系统频率时，RWA 将失效。因此，理解所采用近似导致的误差对于实现高保真度操作至关重要。本文超越 RWA，研究了 DQD 自旋和电荷量子比特的 CZ 门保真度。我们提出一种用于电荷量子比特的新型参数驱动方式，可产生更小的误差，表明 CZ 门的保真度优于其自旋版本，导致其保真度损失仅为 ，而自旋量子比特为 ，并对量子比特去相位和光子损耗更具鲁棒性。我们发现驱动幅度——一参数在 RWA 中被省略——对于优化保真度至关重要，电荷量子比特对驱动幅度变化的容忍度更好。我们的结果表明，在理解 DQD 量子比特中如何实现远程门时超越 RWA 是必要的，电荷量子比特在高保真操作方面具有显著优势。
引用
@article{arxiv.2512.00761,
title = {High-fidelity regimes of resonator-mediated controlled-Z gates between quantum-dot qubits},
author = {Guangzhao Yang and Marek Gluza and Si Yan Koh and Kelvin Onggadinata and Calvin Pei Yu Wong and Kuan Eng Johnson Goh and Bent Weber and Hui Khoon Ng and Teck Seng Koh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.00761},
year = {2025}
}