具有固定伊辛耦合的超导或半导体自旋量子比特阵列的鲁棒整形脉冲

固态量子计算当前的一大挑战是将量子比特阵列扩展到更多量子比特。这受到阵列内大量独立可调 interqubit 耦合控制布线复杂性的阻碍。简化该问题的一种方法是使用具有固定伊辛（ZZ）相互作用的量子比特阵列。当在此类系统中同时驱动特定量子比特子集时，动力学被限制在一组对易的 $\mathfrak{su}$(2) 子代数内。在这些 $\mathfrak{su}$(2) 中，我们描述了如何鲁棒地执行 $X$ 门和 $\frac{\pi}{2}$ $ZZ$ 旋转，以抵抗泄漏（transmon 量子比特的主要误差来源）或耦合涨落（通量或半导体自旋量子比特的主要不忠实来源）。这些门与虚拟-$z$ 门一起构成了量子计算的普适门集。我们为二边、三边和四边顶点构造了该鲁棒门集，它们构成了所有现有的超导量子比特与半导体自旋量子比特阵列。