基于与超导腔曲率耦合的编码自旋量子比特调制纵向门

我们提出基于编码自旋量子比特与超导腔的能量曲率耦合的纠缠操作，探索量子比特对栅极电压变化的非线性响应。对于双量子比特（$n$ 量子比特）纠缠门，我们通过时间调制的纵向 $\sigma_z$ 耦合探索获得的几何相位，即使量子比特与腔大失谐，也能提供数十 ns 的门时间。无需偶极矩：所关注编码自旋量子比特（三量子点三电子仅交换量子比特或双量子点单态-三重态量子比特）在全甜点处，量子比特横向 $\sigma_x$ 与谐振器的耦合为零。该方法允许常开、仅交换量子比特等在门操作期间停留于其“甜点”，最小化电荷噪声并消除常开静态纵向量子比特-量子比特耦合。我们计算了主要门误差来源：(1) 扩散（约翰逊）噪声与 (2) 谐振器阻尼，(3) $1/f$ 电荷噪声量子比特门去相位及纵向耦合上的 $1/f$ 噪声，(4) 通过谐振器中光子涨落引起的量子比特去相位与 ac-Stark 频移，以及 (5) 自旋依赖的谐振器频移（通过“类色散”静态曲率耦合），其中大多数与非零量子比特能量曲率（量子电容）相关。在最优区间使用类自旋回波误差抑制，可利用现有实验参数实现 $10^{-2}-10^{-3}$ 的门保真度。所提方案似乎适用于两个自旋量子比特或自旋量子比特簇的远程自旋-自旋纠缠：这是量子计算的重要资源。