臂 qubit：用于相干性与耦合的超导 qubit

我们提出了由两个强耦合模式组成的超导 qubit：一个用于数据存储，一个用于耦合，允许更快、更高保真度的纠缠门和读出。使用专用的耦合模式可以在数据模式与其他元素之间实现数百兆赫的非线性耦合，同时对数据模式的线性耦合最小。包括退相干在内的仿真显示，该体系结构实现时延为 17 ns、保真度为 $8.6\times10^{-5}$ 的微波全程 CZ 门，始终存在的 ZZ 相互作用小于 0.4 kHz。数值仿真还显示在假设量子效率 $\eta=0.5$ 时，读出状态分配误差为 $1\times10^{-4}$，耗时 27 ns；在无泡克滤波器的情况下，保尔克极限寿命为 167 ms，抑制噪声失相的机制（$1/\Gamma_{\phi}=15.8$ ms）。单量子门保真度在包括退相干后仍低于 $1\times10^{-5}$。这些超越实验当前水平的门和读出保真度仅依赖于臂 qubit 之间的电容耦合，使臂 qubit 成为面向容错量子计算机的有前景的可扩展构建模块。