近场热涨落与真空涨落对量子门保真度的限制

高保真量子门操作对于实现可扩展量子电路至关重要。在自旋量子比特量子计算系统中，用于量子比特操作、初始化和读取所必需的金属栅极与天线，也会因增强电磁场涨落而造成损害。因此，由热涨落与真空涨落引起的倏逝波约翰逊噪声（EWJN）成为一种重要的未缓解噪声，它导致自旋量子比特衰减并限制量子门操作保真度。在此，我们首先发展了EWJN的量子电动力学理论。随后，我们提出一种基于体积积分方程的数值技术，以量化任意几何形状纳米加工金属栅极附近的EWJN强度。我们研究了在两个实验相关的量子计算平台中，由EWJN诱导的弛豫过程对双自旋量子比特门保真度的限制：（a）硅量子点系统与（b）金刚石中的NV中心。最后，我们引入林德布拉德工程方法优化控制脉冲序列设计，并展示其在抑制热涨落与真空涨落影响方面优于哈密顿工程的表现。我们的工作利用计算电磁学、涨落电动力学与开放量子系统的进展，抑制热涨落与真空涨落的影响，并达到双自旋量子比特门保真度的极限。