基于可调耦合器干涉的超导量子处理器中CZ门的观察者泄漏消除
量子物理
2025-07-22 v1
摘要
观察者诱导的泄漏是可扩展量子计算面临的根本性挑战,特别是当频率碰撞在多量子处理器中难以避免时。我们引入一种基于动态重塑系统哈密顿量的泄漏缓解策略。该技术利用可调耦合器实现对控制近频谱观察者相互作用有效哈密顿量的块对角化结构,将门动力学限制在二维不变子空间内,从而通过构造防止泄漏。 在多量子超导处理器上,我们实验性地展示了该动态控制方案可在宽广的近频谱脱调范围内将泄漏率压制至10^-4量级。该方法还能有效扩展至观察者数量。当三个同时观察者同时作用时,总泄漏率仍保持在面向表面码错误纠正的阈值以下。该方法缓解了稠密频率编排与高保真度门操作之间的矛盾,确立了动态哈密顿工程作为推进容错量子计算的关键工具。
引用
@article{arxiv.2507.14531,
title = {Spectator Leakage Elimination in CZ Gates via Tunable Coupler Interference on a Superconducting Quantum Processor},
author = {Peng Wang and Bin-Han Lu and Tian-Le Wang and Sheng Zhang and Zhao-Yun Chen and Hai-Feng Zhang and Ren-Ze Zhao and Xiao-Yan Yang and Ze-An Zhao and Zhuo-Zhi Zhang and Xiang-Xiang Song and Yu-Chun Wu and Peng Duan and Guo-Ping Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14531},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures in main text