通量子与transmon量子比特间微波激活门
量子物理
2023-07-03 v2
摘要
我们提出并分析了通量子（fluxonium）与 transmon 量子比特之间的两类微波激活门，即交叉共振（CR）门与 CPHASE 门。transmon 与 fluxonium 之间的大频率差使得双量子比特门的实现具有挑战性。对于中频 fluxonium 量子比特，transmon-fluxonium 系统允许在较宽的 transmon 频率范围内由 fluxonium 的高能级介导交叉共振效应。这使得可通过以 transmon 频率驱动 fluxonium 来实现交叉共振门，从而缓解 transmon-transmon 芯片中交叉共振门典型的频率瞄准与残余 ZZ 耦合问题。然而，当 fluxonium 的基频进入低于100 MHz 的低频区间时，交叉共振效应减弱，导致门时间变长。对于该参数范围，可利用 fluxonium 的高能级实现快速的微波 CPHASE 门。在这两种情况下，我们对门进行了数值模拟，表明在100至300 ns的门时间内可获得高于99%的门保真度。除详细的门分析外，我们还研究了采用所提交叉共振门相互作用的 fluxonia 与 transmons 表面码晶格的芯片良率，发现相较于以交叉共振门为原生双量子比特门的纯 transmon 架构，其良率显著提升。
引用
@article{arxiv.2206.06203,
title = {Microwave-activated gates between a fluxonium and a transmon qubit},
author = {Alessandro Ciani and Boris M. Varbanov and Nicolas Jolly and Christian K. Andersen and Barbara M. Terhal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06203},
year = {2023}
}