基于能级简并工程的Kerr-cat量子比特残余ZZ耦合抑制与快速两量子比特门

构建大规模量子计算机需要具有高开关比的量子比特间耦合方案，以避免来自残余耦合的不期望串扰，并实现快速的多量子比特操作。我们提出了一种针对两个Kerr-cat量子比特、带有频率可调耦合器的$ZZ$耦合方案。通过使两个Kerr-cat量子比特的四个相关状态四重简并，我们可以关闭$ZZ$耦合。通过部分解除能级简并，我们可以将其开启。我们从理论上证明，一个实验上可行的电路模型能够抑制残余$ZZ$耦合。此外，我们的电路可以在忽略退相干的情况下，在18纳秒内实现保真度高于$99.9\%$的$R_{ZZ}(-\pi/2)$门。我们的模型包含了旋转波近似之外展开的一阶项。