退相干不敏感的超导量子比特量子信息存储与处理

导读:

构建实用量子计算机的核心任务是保护单个量子位免受退相干,同时保留涉及任意两个量子位的高保真纠缠门能力。在这里,作者提出并演示了去相干-不敏感过程,用于在涉及多个频率可调量子比特的全连接超导电路中存储和处理量子信息,每个量子比特可以通过中央总线谐振器可控制地耦合到任何其他比特。虽然人们普遍认为额外的频率可调性增强了控制自由度但会对超导量子比特产生更多的失相影响。作者的结果表明,通过应用在脉冲中间相位反向的弱连续和谐振驱动场,任何单个量子比特都可以与去相干噪声动态地解耦。更重要的是,作者还展示了一种新方法,通过连续驱动和量子比特-量子比特交换耦合用来实现具有固有动态去耦的双量子比特相位门。作者发现弱连续驱动场不仅能够实现量子信息处理所必需的条件动态,而且还能保护两个量子比特在门操作期间不会失相。