采用固定频率超导量子比特的多量子比特可调耦合结构
专利汇可以提供采用固定频率超导量子比特的多量子比特可调耦合结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种耦合机制、激活方法和方形格栅。耦合机制包括两个 量子比特 (102、104)和可调谐耦合量子比特(106)，所述可调谐耦合量子比特(106)通过调制所述可调谐耦合量子比特(106)的 频率 来激活两个量子比特(102、104)之间的相互作用。可调耦合量子比特(106) 电容耦合 两个量子比特(102、104)。在两个量子比特(102、104)的差异频率下调制可调谐耦合量子比特(106)。差异频率可能明显大于两个量子比特(102、104)的非简谐性。可调谐耦合量子比特(106)可通过由具有两个Josephson结的超导量子干涉设备(SQUID)环或由具有耦合到地的SQUID环的单个 电极 分开的两个电极耦合到两个量子比特(102、104)。SQUID环由位于可调谐耦合量子比特中心的电感耦合通量偏置线控制。，下面是采用固定频率超导量子比特的多量子比特可调耦合结构专利的具体信息内容。
1.一种耦合机制，包括：
两个量子比特；以及
可调谐耦合量子比特，所述可调谐耦合量子比特通过调制所述可调谐耦合量子比特的频率来激活所述两个量子比特之间的相互作用。
2.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述可调谐耦合量子比特在所述两个量子比特的差异频率下被调制。
3.根据权利要求2所述的耦合机制，其中所述两个量子比特的差异频率显着大于所述两个量子比特的非简谐性。
4.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述可调谐耦合量子比特电容耦合所述两个量子比特。
5.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述可调谐耦合量子比特通过由具有两个Josephson结的超导量子干涉设备环分开的两个电极耦合到所述两个量子比特。
6.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述可调谐耦合量子比特通过具有耦合到地的超导量子干涉设备环的单个电极耦合到所述两个量子比特。
7.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述超导量子干涉设备环用于控制电感耦合通量偏置线，所述电感耦合通量偏置线被定位成使得与所述可调谐耦合量子比特的两个电极的电容耦合是对称的。
8.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述交换型相互作用交换所述两个量子比特之间的激发。
9.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述交换型相互作用在所述两个量子比特中的一个上引起状态依赖相移。
10.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述可调谐耦合量子比特产生具有取决于所述调制频率的幅度的强度和取决于所述调制频率的相位的相位的所述两个量子比特的耦合。
11.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述两个量子比特是transmon型量子比特。
12.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述两个固定频率量子比特初始解耦合。
13.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述两个固定频率量子比特对称地定位为镜像量子比特，并且所述可调谐耦合量子比特位于所述两个量子比特之间。
14.根据权利要求1所述的耦合机制，其中所述两个量子比特是固定频率量子比特。
15.一种激活耦合机制的方法，包括：
在两个量子比特之间定位可调耦合量子比特；以及
调制所述可调谐耦合量子比特的频率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述可调谐耦合量子比特在所述两个量子比特的差异频率下被调制。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述两个量子比特的差异频率明显大于所述两个量子比特的非简谐性。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述可调谐耦合量子比特通过由具有两个Josephson结的超导量子干涉设备环分开的两个电极耦合到所述两个量子比特。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括使用所述耦合机制作为使用纠错的通用量子计算机的基础。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括使用所述耦合机制作为基于经由耦合元件连接的量子比特的格栅进行交互的系统的量子模拟的平台，所述耦合元件协调最相邻的量子比特对之间的相互作用。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述系统经由Heisenberg XYZ相互作用进行交互。
22.根据权利要求15所述的方法，其中所述两个量子比特中的一个量子比特是可以使用的低相干transmon，所述方法还包括将激励交换到所述低相干transmon，使得所述低相干transmon的初始热激励被传送进入环境以冷却量子比特。
23.根据权利要求15所述的方法，其中所述两个量子比特中的一个量子比特处于激发状态，所述方法还包括将所述两个量子比特中的所述一个量子比特重置为其基态。
24.一种方形格栅，包括根据权利要求1至14中任一项所述的耦合机制。
25.一种量子门，包括根据权利要求1至14中任一项所述的耦合机制。
采用固定频率超导量子比特的多量子比特可调耦合结构
政府权利
背景技术
发明内容
具体实施方式
104的电容耦合，通量偏置线108的对称布置来抑制耦合transmon 104的衰减。
给出，其中g1，2是量子比特耦合器耦合强度。在耦合到共同模式的量子比特的腔量子电动力学(quantum electrodynamics，QED)设置中自然发生这种相互作用。当量子比特102、104彼此失谐并从耦合器失谐时(即，量子比特耦合器失谐δitc＝ωi-ωtc≠0(i＝1,2)以及量子比特失谐δ12＝ω2-ω1≠0)时，交换概率p12被量子比特谐振器乘以量子比特失谐的平方的倒数(即 )所抑制，从而确保如果量子比特102、104和耦合器106足够远地失谐，则耦合为零。相互作用项 基本上可以忽略，只会导致量子比
特频率和转换率的轻微的修正。
交互项在调制的旋转帧中获得与时间无关的项。可以通过经由穿过其SQUID环的外部施加的通量以改变可调谐耦合器106的频率，来调制耦合项。这一外部施加的通量改变了有效Josephson能量
其与频率相关为
在充电能量EC以上的大EJeff的限制内。通过选择相应的调制频率，以量子比特的差频δ12驱动时的横向耦合 或者以另一频率驱动时的纵向耦合
可以被激活。与标准微波设备一样，交互的可寻址性非常好，非常准确地选择频率非常简单。此外，通过使用任意波形发生器，耦合J(t)对通量φ(t)的非线性函数依赖性导致的调制频率的倍数处出现的不需要的频率分量可以被减轻。
利用所提出的门方案，可以通过激活横向和纵向耦合直接实现哈密顿量(Hamiltonian)(使用Jxx＝Jyy)。相互作用自旋的基础二维格栅结构可以任意设计，例如如图3中所示的2D方阵阵列300。
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