Arm qubit：一种针对相干性与耦合协同设计的超导量子比特

《Physical Review Applied》：Arm qubit: A superconducting qubit co-designed for coherence and coupling

　　

我们提出了一种超导量子比特，其由两个强耦合模式组成：一个用于数据存储，另一个用于耦合，从而实现更快的、更高保真度的纠缠门操作和读出。专用耦合模式的使用允许在数据模式与其他元件之间实现数百MHz的非线性耦合，同时数据模式的线性耦合极小。包含退相干的模拟结果表明，该架构能够实现仅使用微波的CZ门，门保真度在17 ns内不保真度为8.7×10??，常开的ZZ相互作用小于0.4 kHz。数值模拟还表明，在38 ns内可实现状态分配误差为1×10?3的读出（假设量子效率η=0.5）。我们的读出方案自然地将Purcell衰减降至可忽略的水平，无需Purcell滤波器，并提供了一种在非读出时抑制散粒噪声退相位时间至10 ms量级的机制。单量子比特门的不保真度低于1×10??（包含退相干）。这些超越实验最先进水平的门保真度和读出保真度仅依赖于臂量子比特之间的电容耦合，使臂量子比特成为容错量子计算机中一种有前景的可扩展构建模块。