用于三维电路 QED 量子退火的双光子驱动克尔谐振器

我们提出一种可实现的电路 QED 架构，用于工程化一个与辅助超导量子比特非共振耦合的超导谐振器的态。量子比特-谐振器色散相互作用连同施加于量子比特的微波驱动，产生了一个具有双光子驱动的金斯谐振器，使我们能够高效工程化谐振器的量子态，例如为基于谐振器的通用量子计算生成薛定谔猫态。此外，所提架构易于扩展以求解映射到伊辛自旋玻璃模型的优化问题，从而作为量子退火的平台。尽管已实现量子退火器的各种基于超导量子比特的可扩展架构已被提出，现有退火器目前受限于量子比特的相干时间。此处，基于在三维电路 QED（3D cQED）中实现双光子驱动克尔谐振器的方案，我们提出了一种灵活且可扩展的硬件，用于实现量子退火器，其结合了 3D cQED 中可获得的长相干时间的优势与最近提出的基于谐振器的 Lechner-Hauke-Zoller（LHZ）方案。在所提出的基于谐振器的 LHZ 退火器中，每个自旋编码于由具有相反相位的两个相干态构成的 3D 微波超导谐振器子空间中，从而将全连接伊辛模型映射到具有局域可调三谐振器相互作用的谐振器网络上。该硬件架构为实现具有改进相干性的量子退火器提供了有前景的物理平台。