三量子比特量子点自旋系统中的长程光子介导与短程纠缠门

超导微波谐振腔耦合器很可能成为模块化半导体量子点（QD）自旋量子比特处理器中的关键组件，因为它们有助于缓解随量子比特数增加而产生的串扰与布线问题。此处，我们聚焦于一个由两模块组成的三量子比特系统：一个双电子三量子点谐振腔耦合至单电子双量子点。结合解析技术与数值结果，我们导出描述三量子比特逻辑子空间的有效哈密顿量，并表明其准确捕捉系统动力学。我们检验短程与长程纠缠门的性能，揭示旁观量子比特在两种情况下降低门保真度的作用。我们进一步研究短程操作中非绝热误差与旁观相关误差的竞争，并在短门与长门时间的实际参数范围内量化其相对重要性。我们还分析电荷噪声与对旁观量子比特残余耦合对模块间纠缠门的影响，发现对当前实验设置，泄漏误差是这些操作中不保真度的主要来源。我们的结果有助于为半导体芯片上量子信息处理确定最优模块化 QD 架构铺平道路。