我國科研團隊利用可調(diào)耦合器實現(xiàn)高質(zhì)兩比特量子門方案
我國在超導量子線路系統(tǒng)中的兩比特量子門操控研究中取得重要進展。近日,南方科技大學量子研究院副研究員燕飛、副研究員李劍、助理研究員徐源以及合作者南京大學研究員譚新生聯(lián)合在基于超導量子線路系統(tǒng)中,利用可調(diào)耦合器實現(xiàn)兩個超導量子比特之間的高保真度、高擴展性的兩比特量子門方案。
該成果于近日在國際著名學術(shù)刊物《物理評論快報》上發(fā)表。 如何在不損失擴展性的前提下獲得高質(zhì)量的兩比特量子邏輯門是目前實現(xiàn)大規(guī)模量子信息處理的核心問題。結(jié)果表明,在超導量子線路系統(tǒng)中,利用可調(diào)耦合器結(jié)合固定頻率比特的架構(gòu),可以有效地解決該問題。 此次實驗過程中,研究團隊基于這一架構(gòu),提出了一種新型的兩比特量子門操控方案,并在實驗中實現(xiàn)了快速(30ns)高保真度(0.995)的兩比特量子門操作。這一新型量子門相比于之前的兩比特量子門,該方案魯棒性更高、所需控制線更少、串擾影響更小、系統(tǒng)校準流程更簡化,因此在大規(guī)模系統(tǒng)中應用具有明顯的優(yōu)勢,為超導量子芯片設(shè)計開拓了新的思路。 (a) 系統(tǒng)能級示意圖隨可調(diào)耦合器頻率的變化關(guān)系。(b) 隨機基準校驗標定兩比特量子門保真度接近0.995。 徐源為論文第一作者,南京大學碩士生儲繼(現(xiàn)為量子科學與工程研究院博士生)為論文共同第一作者,燕飛、李劍、徐源以及譚新生為論文共同通訊作者。其他參與作者有:袁嘉豪、邱嘉威、周宇軒、張禮博、于揚、劉松、俞大鵬。該研究得到了國家自然科學基金、廣東省科技廳、深圳市科創(chuàng)委和南方科技大學等單位的大力支持。 文章鏈接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.240503 |