消除超导量子比特间残余 ZZ 相互作用的可扩展方法

不必要的 $ZZ$ 相互作用是一种量子力学串扰现象，它使量子比特动力学相关联，并普遍存在于超导量子比特系统中。它 adversely 影响量子操作的质量，并在可扩展量子信息处理中可能是有害的。在此，我们提出并实验演示了一种实用可扩展的方法，用于完全消除固定频率 transmon 量子比特间的残余 $ZZ$ 相互作用，此类量子比特以长相干时间和简单控制著称。我们对连接量子比特的中间耦合器施加一束频率恰当选取的弱微波驱动，以非侵入式地诱导 ac Stark 位移从而实现 $ZZ$ 消除。我们通过测量消失的双量子比特纠缠相位与 $ZZ$ 关联来验证消除性能。此外，我们实施随机基准测试实验以提取空闲门保真度，其与相干极限吻合良好，证明了 $ZZ$ 消除的有效性。我们的方法允许对每个量子比特-量子比特连接独立寻址，且适用于不可调与可调耦合器，有望与未来大规模量子处理器更好地兼容。