利用微波量子态路由器实现可分离量子模块间的全连接耦合
量子物理
2023-06-01 v4
摘要
实现大规模量子处理器的主要挑战之一在于实现在相互作用强度、连接性与模式受限之间取得平衡的量子比特耦合。此外，非常期望器件元件可分离，从而允许各组件独立构建、测试与替换。本工作中，我们提出一种以参数驱动、基于约瑟夫森结的三波混频为核心的微波量子态路由器，其在四个可分离量子模块间实现全连接耦合。我们演示了所有四个通信模式间的相干交换，平均完整 iSWAP 时间为 764ns，平均推断的模块间交换保真度为 0.969，受限于模式相干性。我们还演示了模块量子比特间的光子转移与两两纠缠，以及路由器上同时 iSWAP 交换的并行操作。我们的路由器-模块架构可作为模块化量子计算机的原型，在构建柔性、可拆装、大规模的超导量子比特与腔量子网络方面极具潜力。
引用
@article{arxiv.2109.06848,
title = {Realizing all-to-all couplings among detachable quantum modules using a microwave quantum state router},
author = {Chao Zhou and Pinlei Lu and Matthieu Praquin and Tzu-Chiao Chien and Ryan Kaufman and Xi Cao and Mingkang Xia and Roger Mong and Wolfgang Pfaff and David Pekker and Michael Hatridge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06848},
year = {2023}
}