基于反向工程脉冲形成与误差补偿的 qutrit 系统中鲁棒非瞬时全纯门控
量子物理
2025-12-25 v2
摘要
系统性控制误差,具体包括 Rabi 频率波动和频率 detuning,是实现高保真度量子门面临的主要瓶颈. 本文提出了一种用于 qutrit 系统中非瞬时全纯量子计算(NHQC)的鲁棒脉冲工程框架,结合反向工程和时变扰动理论. 我们推导出可本征消除二阶 Rabi 误差的脉冲形成解析条件. 此外,我们的分析表明,二阶 detuning 误差本质上与辅助激发态中累积的粒子数相关联,这使得在单一回路中消除这些误差不可能. 为克服这一困难,我们引入一种补偿脉冲策略,严格抵消这些残余误差. 虽然该复合方案会延长门时长,但我们证明,系统误差的抑制为保真度带来了显著的净收益,在现实实验误差(, )下实现保真度超过 99.9%. 该框架为超导电路、捕获离子和中性原子系统中的高保真度量子控制提供了严格且可实验实现的途径.
引用
@article{arxiv.2510.05905,
title = {Robust Non-Adiabatic Holonomic Gating in Qutrits via Inverse-Engineered Pulse Shaping and Error Compensation},
author = {Jie Lu and Jie-Dong Huang and Yang Qian and Ying Yan and Zhi-Guo Huang and Ji-Ze Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05905},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 8 figures