可调电感耦合实现具有高保真的两比特门

 相对于fluxonium，transmons因为易于制造一直是超导量子比特的关键优势。fluxonium量子比特由许多纳米级约瑟夫森结的环组成。然而，纳米制造的最新进展使fluxonium量子比特更容易设计。基于此。芝加哥大学的研究者Helin Zhang等人已经实现了两个fluxonium量子比特之间的可调谐相互作用，这使他们能够实现一个保真度超过99.9%的双量子比特门。     

 该耦合器可在两个Fluxonium量子比特之间实现强电感耦合，每个量子比特的频率约为50 MHz，谐波约5GHz。耦合器使量子比特具有XX耦合强度的大调谐范围（−35至75 MHz）。ZZ耦合强度在整个耦合器偏置范围内为<3 kHz，在耦合器关闭位置为<100 Hz。这些特性导致了快速、高保真、单量子比特和双量子比特门。通过两个量子比特的不同频率驱动，他们在258 ns内实现门，保真度为99.72%，通过两个量子比特的总和频率驱动，在102 ns内实现了  门，保真度为99.91%。连续运行了20多个小时的交叉熵基准测试，并测量了门保真度的稳定性，浮动（2）<0.02%，浮动（2）<0.08%。该团队还证明，耦合可以通过微波信号关闭，从而允许对每个量子比特进行独立控制。    

 基于Josephson结的耦合器,要求量子比特之间非常接近，这会导致不必要的串扰，从而难以将架构扩展到大量量子比特。但可以通过替代电感耦合方法放宽接近要求。                             

  论文信息：https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.5.020326