Quantum control of a cat qubit with bit-flip times exceeding ten seconds

量子比特由于与环境的相互作用，容易出现不同类型的错误。一种可能的纠错方案是构建固有保护的量子比特，以防止某些类型错误的出现。然而，这种方案依赖于一个条件：即对量子比特的任何量子操作都不能破坏对其构建的保护。Cat qubit被编码在量子动力系统的亚稳态流形中，从而获得连续和自主的量子位翻转的保护。

Z. Leghtas组在超导电路实验中证明了量子层析与相干控制不会破坏cat qubit量子位翻转的保护，实现了cat qubit相位翻转时间为490ns与量子位翻转时间超过10s，其中量子位翻转时间相对于现有研究提升了四个数量级。此外，他们制备了量子叠加态，并且在不破坏量子位翻转保护的情况下控制了量子叠加的相位。

Fig.1Cat-qubit的相位翻转与位翻转

论文信息: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07294-3