Microwave-activated gates between a fluxonium and a transmon qubit
提出两种用于fluxonium与transmon量子比特的微波激活门，通过数值模拟实现99%以上保真度，并显著提升表面码架构的芯片良率。
2022-12-13 quant-ph
Characterizing crosstalk of superconducting transmon processors
本研究针对超导transmon量子芯片的串扰问题，利用随机基准测试协议系统表征全芯片串扰强度，在IBM硬件上验证了串扰对门保真度的显著影响，并提出串扰感知噪声模型以提升含噪量子硬件模拟精度。
2023-03-24 quant-ph
Building Blocks of a Flip-Chip Integrated Superconducting Quantum Processor
我们已经将单个和耦合超导transmon量子位集成到倒装芯片模块中。每个模块由两个芯片组成-一个量子芯片和一个控制芯片-它们被凸点键合在一起。我们证明了时间平均相干时间超过$90\,μs$，单量子位门的量子数超过$99.9\%$，和两个量子位门的量子数以上$98.6\%$。我们还提出了器件的设计方法，并讨论了器件参数的芯片间间距的变化的敏感性。值得注意的是，与我们在单芯片平面电路中的基线最新技术相比，额外的倒装芯片制造步骤不会降低量子位性能。这种集成技术可以扩展到实现在一个模块中容纳数百个量子位的量子处理器，因为它为所有量子位和耦合器提供了足够的输入/输出布线。
2022-06-14 quant-ph
Flexible Integration of Gigahertz Nanomechanical Resonators with a Superconducting Microwave Resonator using a Bonded Flip-Chip Method
本研究提出电流键合倒装芯片方法，实现吉赫兹纳米机械谐振器与可调超导微波谐振器的强耦合，在低温下获得约15 MHz耦合强度，为可即插即用的复杂杂化量子系统架构奠定基础。
2023-04-26 quant-ph
Low crosstalk modular flip-chip architecture for coupled superconducting qubits
本文提出一种低串扰模块化倒装芯片架构，通过电浮动芯片实现耦合超导量子比特的简单组装，并验证了横向耦合开关比约50、zz串扰约0.7 kHz及隔离度>60 dB的性能。
2025-04-25 quant-ph
Optimizing Resonator Frequency Stability in Flip-Chip Architectures: A Novel Experimental Design Approach
针对倒装芯片多量子比特系统中芯片间距变化导致谐振器频率漂移的问题，提出刻蚀底部芯片对应金属的新设计，实验证明频率稳定性提升逾3.5倍。
2023-12-11 quant-ph
Effect of vortices on the spin-flip lifetime of atoms in superconducting atom-chips
在超导原子芯片的背景下，我们从理论上研究了在II型超导表面附近的磁囚禁原子的寿命。我们占的磁噪声产生的云位置的超导体中存在的涡流，并给出具体的结果，我们的实验使用铌膜。我们的主要结果是，原子的损失占主导地位的涡旋的存在。然而，它们仍然比使用普通金属的等效室温原子芯片装置小得多。
2009-07-21 quant-ph
Fluxonium Qubits in a Flip-Chip Package
本文提出将 fluxonium 量子比特与经典控制读取芯片通过凸点键合构成倒装芯片 MCM，表征其相干性并实现无 DRAG 的 6 ns 高保真单比特门。
2023-12-11 quant-ph
3D-Integrated Superconducting qubits: CMOS-Compatible, Wafer-Scale Processing for Flip-Chip Architectures
本文开发了CMOS兼容的3D集成超导量子比特，采用倒装芯片键合和200毫米晶圆加工，实现高良率激发和15微秒的弛豫时间。
2025-05-23 quant-ph
Self-Specializing Vision-Language Transmon Chip Calibration in a Physics-Grounded Environment
QpiAI India Pvt. Ltd（QpiAI印度私人有限公司）
研究视觉语言智能体能否在无权重更新下校准超导跨导芯片。通过设计物理模拟环境、视觉语言智能体及无梯度在线自适应方法，在预算压力下提升芯片保真度，诊断硬件故障。
2026-07-07 cs.AI cs.LG quant-ph
Accurate gap control of 3D-integrated superconducting quantum circuits using asymmetric indium architecture and multi-angle flip-chip bonding
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Peak Quantum GmbH（Peak量子有限公司）
该研究针对倒装芯片三维集成超导量子电路的间隙控制问题，提出不对称铟结构结合多角度压缩的工艺，实现低损耗互连与高相干量子比特，将键合后平均倾斜降至(20±12)μrad，为三维集成超导量子处理器提供可行方案。
2026-10-19 quant-ph
Thermally induced spin flips above an atom chip
我们描述了一个实验中，玻色-爱因斯坦凝聚体和冷原子云举行的一个微观磁阱附近的室温金属线直径500 $μ$ m。原子系综断裂成碎片，当它被带到接近陶瓷涂层的铝表面的电线，表明破碎是不是特有的铜表面。原子保留在微阱中的寿命是在距离金属表面低至$27 μ$ m的距离范围内测量的。我们观察到的损失的原子从微陷阱由于自旋翻转。这些是由表面附近的磁场的射频热波动引起的，正如预测的那样，但以前没有观察到。
2003-01-17 quant-ph
Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection
本文介绍 Qub-IT 项目首款用于轴子搜索的超导 transmon 量子比特器件，通过 QND 单光子探测方案完成设计、仿真及 CPW 读出谐振器表征，模型吻合达百分之几，内部品质因数最高为 9.2×10^5。
2024-01-25 quant-ph
Thermal spin flips in atom chips
我们导出了耦合到磁场中的中性二能级超冷原子的自发自旋翻转率和热自旋翻转率。我们将这个理论应用到一个原子附近的一个2层圆柱形吸收介质体周围的一个无界均匀介质。在这种特殊的几何形状的自发和热自旋翻转率的解析表达式。然后用数值计算相应的寿命。我们将这些理论寿命与Jones等人[M.P.A. Jones，C.J. Vale，D. Sahagun，B.V. Hall和E.A. Hinds，Phys. Rev. Lett. { \bf 91}，080401（2003）]。我们调查的寿命取决于材料（集肤深度）的圆柱体。我们还显示了如何缩放的尺寸的圆柱体的影响寿命时，（i）从电线到原子的距离是固定的，（ii）当从电线到原子的距离缩放。
2004-06-11 quant-ph
Flip-chip integrated superconducting qubits using electroplated bump bonds
QuTech and Kavli Institute for Nanoscience, Delft University of Technology（QuTech 和 代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）
该研究开发了采用电镀铟凸点键合的三维传输子倒装片集成架构，证明其与高相干超导电路兼容，为三维混合量子集成建立了有前景的平台。
2026-08-10 quant-ph
Design of Fully Integrated 45 nm CMOS System-on-Chip Receiver for Readout of Transmon Qubit
本研究提出全集成45nm CMOS片上系统接收机设计，结合量子理论设计Transmon量子比特与Josephson参量放大器，实现低功耗、高增益、宽带宽，可读取至少90个量子比特，为量子计算应用提供创新方案。
2024-01-08 physics.app-ph quant-ph
Heating rate and spin flip lifetime due to near field noise in layered superconducting atom chips
我们从理论上研究了被困在分层超导结构附近的原子的近场噪声引起的加热速率和自旋翻转寿命。特别是，我们比较的情况下，金层沉积在超导体的情况下，裸露的超导体。我们研究了一种基于铱和一种基于YBCO的芯片。对于铌和YBCO芯片在4.2 K的温度下，我们发现，金层的沉积可以有一个显着的影响的加热速率和自旋翻转寿命，作为近场噪声的增加的结果。在77 K的芯片温度下，YBCO芯片的这种效应不太明显。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Quantum probe of an on-chip broadband interferometer for quantum microwave photonics
量子微波光子学的目标是在光学光子学的精神下产生、路由和操纵传播的量子微波场。为此，超导量子线路的强非线性可用于改善或超越光学领域概念的实现。在这种背景下，为超导量子线路设计一个良好控制的宽带环境是一项中心任务。在这项工作中，我们将一个超导transmon量子比特放置在由两个超导微波分束器组成的片上Mach-Zehnder干涉仪的一个臂上。通过测量它的弛豫和退相速率，我们使用量子比特作为一个灵敏的光谱仪在量子水平上探测宽带电磁环境。在高频下，这种环境可以很好地描述为耦合到transmon量子位的谐振子的集合。在低频率，我们发现实验证据的有色准静态高斯噪声与高光谱权重，因为它是典型的两级波动的合奏。我们的工作为传播微波光子的可能应用铺平了道路，例如模拟量子杂质模型或量子信息处理的新架构。
2018-10-04 quant-ph
Noise-specific beats in the higher-level Ramsey curves of a transmon qubit
在更高水平的超导transmon器件中，以及更一般的电荷敏感器件中，在低频时间相关$1/f$电荷噪声和准粒子诱导的宇称翻转存在下进行的$T_2^*$测量可以给出总失相时间的低估。电荷变化表现为在几个Ramsey条纹曲线的叠加中观察到的拍频图案，并且用占电荷变化的唯象Ramsey曲线模型再现。获得更精确地表示总失相时间的$T_2^*$失相时间。的唯象模型相比，Lindblad主方程模型。这两个模型被发现是在协议彼此和实验数据。最后，唯象公式使一个简单的方法，其中的功率谱密度（PSD）的低频噪声可以推断出从几个拉姆齐曲线的叠加。
2022-11-12 quant-ph
Proposal for generating complex microwave graph states using superconducting circuits
微波光子图态为利用微波光子在远程超导芯片之间进行稳健的量子通信提供了一种很有前途的方法。最近，Besse等人[Nat. Commun. 11，4887（2020）]证明了可以使用两个transmon量子比特生成1D图形状态。在本文中，我们提出使用transmon量子比特结合其他微波器件来构造更复杂的图态。具体来说，我们考虑2D晶格和树状图状态。我们比较了使用固定频率与可调频率transmon量子比特以及不同光子量子比特编码的性能。在每种情况下，我们估计的保真度，假设当前的实验参数，并确定限制性能的主要因素所产生的微波图形状态。
2022-01-03 quant-ph
Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits
由超导电路实现的人造原子提供了以高保真度存储和处理量子信息的独特机会。其中，利用本征噪声保护的电路的实现近年来得到了迅速发展。这些噪声保护器件构成了一类新的量子比特，其中计算状态在很大程度上与本地噪声通道解耦。工程设计此类系统的主要挑战是同时防止位翻转和相位翻转错误，并确保高保真量子位控制。虽然部分噪声保护在依赖于单个量子自由度的超导电路中是可能的，但是完全保护的承诺只能通过实施多模或混合电路来实现。这一观点回顾了这些新量子比特核心的理论原理，描述了最近的实验，并强调了超导量子比特中量子信息的鲁棒编码的潜力。
2021-06-18 quant-ph
Efficient flip-chip and on-chip-based modulation of flux-tunable superconducting resonators
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
本文提出了一种高效低电流磁通调制方法，利用翻转芯片和芯片内线圈实现超导谐振子的高灵敏度磁通检测。
2025-12-28 cond-mat.supr-con quant-ph
A Compact Broadband Purcell Filter for Superconducting Quantum Circuits in a 3D Flip-Chip Architecture
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Fraunhofer EMFT Institute for Electronic Microsystems and Solid State Technologies（弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所）
提出一种基于3D倒装芯片的四极点宽带珀塞尔滤波器，实现1 GHz平坦通带和>45 dB的量子比特频率抑制，支持多路复用读出，并通过解析模型实现快速电路设计优化。
2026-08-21 quant-ph
Measurement-induced state transitions in multi-qubit transmon processors
Quantum Algorithms and Applications Collaboratory, Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室量子算法与应用协作组）；Institut Quantique and Département de Physique, Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学量子研究所与物理系）
本文研究了电路QED中多量子比特芯片环境下，测量诱导态跃迁（MIST）对transmon量子比特的影响，提出了通用表征方法，并揭示了旁观者量子比特和耦合器对MIST阈值的调制作用。
2026-06-03 quant-ph
Signal crosstalk in a flip-chip quantum processor
该研究针对量子处理器信号串扰影响门保真度的问题，研发出封装倒装芯片超导量子处理器，测得两类驱动线的低串扰指标，验证了其随距离降低的趋势，为大规模量子处理器的低串扰片上信号架构设计提供参考。
2024-09-13 quant-ph
Entanglement Purification by Integrated Silicon Photonics
本文首次在硅光芯片上实现确定性纠缠纯化，通过可重构电路模拟比特翻转与相位翻转错误，在20%比特翻转错误率下将态保真度从0.71提升至0.82。
2025-07-04 quant-ph
Transmon Phase Gates Controlled by Superconducting Soliton DAC
Northrop Grumman Corporation（诺斯罗普·格鲁曼公司）
介绍一种超导数模转换器，通过将梯形驱动脉冲转换为超导孤子实现滤波、复用等功能，能执行纳秒级量子门且受CMOS控制，首次演示成功执行跨导量子比特上的S门，还探讨了多芯片布局策略。
2026-07-07 quant-ph
Transmon Qubit in a Magnetic Field: Evolution of Coherence and Transition Frequency
本文报道了在面内磁场中对固定频率同心transmon量子比特的光谱和时域测量，以探索其磁场兼容性的极限。我们证明了量子位的量子相干性高达$B={40}\,\mathrm{mT}$的场值，即使没有优化的芯片设计或量子位的材料组合。失相率$Γ_φ$被证明是不受磁场在宽范围内的量子比特跃迁频率。对于量子比特跃迁频率的演化，我们发现在阴影角蒸发过程中产生的非预期的第二结是不可忽略的，并推导出与场相关的量子比特能量的解析公式。我们讨论了相关的场依赖的损失通道，这不能区分我们的测量，邀请进一步的理论和实验研究。使用众所周知的和研究的超导量子体系结构的标准组件，我们能够达到一个领域的制度相关的量子传感和磁自旋和自旋系统的混合应用。
2019-09-06 quant-ph
A Unidirectional On-Chip Photonic Interface for Superconducting Circuits
我们提出并分析了一种实现片上可扩展级联量子器件的无源架构。与标准方法相比，我们的方案不依赖于破坏洛伦兹互易性。相反，我们设计了超导transmon量子比特对和微波传输线之间的相互作用，使得两个离域正交激发发射（和吸收）沿相反方向传播的光子。我们展示了如何利用这种级联的量子器件来被动地探测和测量静止量子比特的量子寄存器上的复杂多体算子，从而实现遥远量子比特之间的量子态的预示性转移，以及用于量子纠错的稳定码的生成和操纵。
2019-11-06 quant-ph
Multiplexed double-transmon coupler scheme in scalable superconducting quantum processor
针对单Transmon耦合器控制线过多限制扩展性的问题，提出双Transmon耦合器多路复用方案，通过共享控制线降低布线复杂度并抑制静态$ZZ$耦合，实验制备的Bell态和GHZ态保真度分别超99%和96%，显著提升了超导量子处理器扩展性。
2025-11-04 quant-ph
Junction-Intrinsic Dissipation in Hybrid Superconductor-Semiconductor Gatemon Qubits
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究发现门控量子比特的退相干时间较短，原因在于结内固有损耗，通过对比不同结构的量子比特，揭示了温度无关的结内损耗主导了退相干时间限制。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Recovery dynamics of a gap-engineered transmon after a quasiparticle burst
Yale University（耶鲁大学）；Northrop Grumman Corporation（诺斯罗普·格鲁曼公司）；Stanford University（斯坦福大学）；Yale Quantum Institute（耶鲁量子研究所）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）
研究通过间隙工程减少准粒子爆发对transmon量子比特相干性的破坏，发现声子热化缓慢是限制效果的因素。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evolution of Nanowire Transmons and Their Quantum Coherence in Magnetic Field
本文对纳米线在零磁场和面内磁场作用下的传输特性进行了实验研究。利用纳米线提供的约瑟夫森非线性，我们的量子比特在比标准transmons更高的磁场下工作。纳米线传输子表现出高达70 mT的相干性，其中纳米线中的感应超导能隙关闭。我们证明，在芯片上的电荷噪声耦合到约瑟夫森能量中起着主导作用的量子位退相。这采取了强耦合两电平系统在100 ms时间尺度上切换的形式，并且更弱耦合的背景产生$1/f$噪声。一些观察结果，包括量子位能量弛豫和退相的场依赖性，还没有完全理解，需要进一步的实验研究和理论。使用具有更薄超导壳的纳米线将使这些电路的操作高达0.5 T，这是与拓扑量子计算相关的制度。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
3D integrated superconducting qubits
随着超导量子计算领域从几个量子比特阶段发展到更大规模的处理器，量子比特的可寻址性和可扩展性将需要使用3D集成和封装。虽然3D集成在商业电子产品中已经发展得很好，但在确定其与高相干固态量子比特的兼容性方面却做得相对较少。特别值得关注的是，量子位相干时间可以通过必要的处理步骤和另一个芯片的紧密接近来抑制。在这项工作中，我们使用倒装芯片工艺将具有超导通量量子位的芯片与另一个包含量子位读出和控制结构的芯片结合在一起。我们证明了高量子位相干性（$T_1$，$T_{2,\rm{echo}} > 20\,μ$ s）保持在倒装芯片的几何结构中存在的电流，电容和电感耦合的芯片之间。
2017-06-19 quant-ph
Scalable quantum random number generator for cryptography based on the random flip-flop approach
对于智能手机、个人电脑和物联网设备等全球连接的设备，生成随机数的能力对于执行负责信息安全的加密协议至关重要。通常，随机数生成器应该是小的、鲁棒的、利用尽可能少的硬件和能量资源，但对于给定目的以足够高的速度（比特率）提供优异的随机性。在这项工作中，我们提出了一个量子随机数发生器（QRNG），它利用单光子雪崩二极管（SPAD）中的光电效应作为随机性的来源，并可扩展到任何所需的比特率。我们使用随机触发器的方法，其中随机位是通过随机触发器的周期性采样获得的。我们第一次详细研究这种方法，并发现，在两个主要的缺陷，偏差是由于硬件的缺陷，而自相关主要驻留与方法本身。SPAD与无源淬火和数字脉冲整形电路一起集成在硅芯片上，采用标准180 nm CMOS工艺。一个单独的FPGA芯片从检测信号中导出随机数。基本的QRNG单元仅由两个SPAD和几个逻辑电路组成，可以产生高达20 Mbit/s的信号，无需任何进一步的后处理即可通过NIST统计测试。该技术允许使用容易获得的工业工艺将QRNG集成在单个硅芯片上。
2021-02-24 quant-ph
Generalized transmon Hamiltonian for Andreev spin qubits
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学物理学院）
研究基于转子哈密顿量的量子点嵌入超导体结中的相互作用问题，通过富尔曼带近似方法精确对角化并描述低能现象。
2024-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-domain characterization and correction of on-chip distortion of control pulses in a quantum processor
本文提出 Cryoscope 方法，以室温任意波形发生器的时间分辨率测量电路 QED 处理器中 transmon 量子比特磁通控制线的阶跃响应，并通过实时数字滤波器迭代校正片上线性动态失真。
2020-02-27 quant-ph
Measurement of GHZ and cluster state entanglement monotones in transmon qubits
超导量子比特中纠缠的实验检测大多局限于两个以上量子比特的基于量子数的方法和相关方法，这些方法可以证明存在一些纠缠，但不能严格量化多少。在这里，我们通过估计纠缠单调来测量在16量子位IBM Rueschlikon（ibmqx5）芯片上制备的三量子位和四量子位GHZ和线性簇态的纠缠。GHZ态和团簇态不仅在量子计算中有着广泛的应用，而且它们具有相似的态制备电路和量子效率，可以对它们的纠缠度进行有意义的比较。我们还测量了单调随时间的衰减，并发现在GHz的情况下，他们实际上振荡，我们解释为漂移之间的相对相位的$|0\rangle^{\otimes n}$和$|1\rangle^{\otimes n}$组件，但不是振荡的实际纠缠。在用虚拟Z旋转对这种漂移进行实验校正后，我们发现GHZ态似乎比团簇态更鲁棒，在以后的时间里表现出更高的保真度和纠缠。我们的研究结果有助于量化和理解的强度和鲁棒性的多量子比特纠缠在噪声环境中的超导量子计算机。
2018-08-15 quant-ph
Experimentally verified, fast analytic and numerical design of superconducting resonators in flip-chip architectures
本文提出基于共形映射的解析方法，从二维截面快速预测超导谐振器参数，经三维模拟及15个倒装芯片谐振器实验验证，频率误差小于2%，并给出降低芯片间距敏感性的设计方法。
2023-08-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Flux-noise-resilient transmon qubit via a doubly-connected gradiometric design
National University of Defense Technology（国防科技大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出一种双连接梯度测量transmon量子比特，通过纳米空气桥消除介电损耗，实现高调谐能力和抗磁通噪声，提升相干时间并提高稳定性。
2026-01-05 quant-ph
Spin Decoherence in Superconducting Atom Chips
采用自洽的量子力学方法处理电磁辐射，从理论上研究了超导体附近囚禁的中性二能级原子的磁自旋翻转散射.我们导出了一个简单的标度律，相应的自旋翻转寿命为这样一个原子附近的超导厚板被困。当温度低于超导转变温度T_c时，其寿命比普通导电平板的寿命提高了几个数量级。在零温度下，自旋翻转寿命由无界自由空间值给出。
2006-07-07 cond-mat.soft quant-ph
Improving Josephson junction reproducibility for superconducting quantum circuits: shadow evaporation and oxidation
量子线路中超导量子比特最常用的物理实现是transmon。超导量子线路有许多应用，其中芯片上的约瑟夫森结临界电流再现性是至关重要的。在这里，我们报告了一个强大的芯片级$Al/AlO_x/Al$结的制造方法，由于全面研究的阴影蒸发和氧化步骤。我们实验证明了最佳的约瑟夫森结电极厚度，沉积速率和沉积角度的证据，确保最小的电极表面和线边缘粗糙度。确定了氧化方法、压力和时间对临界电流重现性的影响。利用所提出的方法，我们证明了$Al/AlO_x/Al$结的制造与临界电流变化（$σ/I_c$）小于3.9%（从$150\times200$到$150\times600$ $nm^2$面积）和7.7%（对于$100\times100$ $nm^2$面积）超过$20\times20$ $mm^2$芯片。最后，我们分别制作了三个$5\times10$ $mm^2$芯片，具有18个transmon量子比特（接近4.3 GHz频率），不同芯片上的量子比特之间的频率变化小于1.9%。所提出的方法和优化准则可用于稳健的圆片级超导量子比特电路制造。
2022-12-13 physics.app-ph quant-ph
High-fidelity gates in a transmon using bath engineering for passive leakage reset
本文通过片上七阶切比雪夫滤波器将transmon泄漏态寿命降低三个数量级，同时保持量子比特寿命和门保真度，实现无源泄漏重置，将泄漏错误转化为可纠正错误。
2024-11-06 quant-ph
Dynamics of a dispersively coupled transmon qubit in the presence of a noise source embedded in the control line
我们描述transmon量子位动力学的存在下引入的噪声的阻抗匹配电阻（$50\,\mathrmΩ$），嵌入在量子位控制线。为了获得时间演化，我们严格推导出电路的量子比特，读出谐振器和电阻的哈密顿通过描述后者作为一个无限的玻色子模式的集合通过Caldeira-Leggett模型。从这个Jaynes-Cummings哈密顿量开始，电感耦合到由电阻器组成的远程浴，我们一致地获得了量子比特和谐振器在色散区的Lindblad主方程。我们利用基本的对称性的主方程的Liouvillian超算子转换成一个块对角矩阵。块对角化方法揭示了量子比特的指数消相干速率被Liouvillian超算子的单个块的最慢衰减本征模很好地捕获，这可以很容易地计算。该模型捕捉到了经常使用的色散强极限近似的量子比特退相干率是线性成比例的读出谐振器中的热光子的数量，但预测显着更好的退相干率时，谐振器的耗散率增加超过色散强制度。我们的工作提供了一个完整的定量描述的贡献量子位退相干率来自控制线的芯片，目前在电路QED实验室，并建议不同的可能的方法来减少这种噪声源。
2022-10-13 quant-ph
Quantum simulation of Fermi-Hubbard model based on transmon qudit interaction
针对费米-哈伯德模型量子模拟编码开销高、线路复杂的问题，提出基于qudit的QFM映射方法，结合克利福德代数对称性降低编码成本，适配transmon硬件并通过数值模拟验证有效性，为多体系统量子模拟实现量子优势提供路径。
2024-02-02 quant-ph
Hamiltonian quantum computing with superconducting qubits
我们考虑如何使用超导transmon量子比特的2D阵列来实现在[arXiv：1509.01278]中引入的哈密顿量子计算方案。我们展示了该计划如何需要强吸引力的交叉克尔和弱触发器或跳跃相互作用的工程，我们详细说明了如何实现这一点。我们的建议是使用一种新的电路，通过类偶极元件获得transmons之间的吸引交叉克尔耦合。我们讨论和数值分析的前向运动和执行的计算和耦合强度及其变化的依赖。我们扩展[arXiv：1509.01278]，明确展示如何构建直接Toffoli门，从而通过Hadamard和Toffoli门或通过受控Hadamard，Hadamard和CNOT建立计算普适性。
2019-06-07 quant-ph
Real-time decoding of stabilizer measurements in a bit-flip code
虽然量子比特相干时间和门的相干性不断提高，但逻辑编码对于在量子计算中实现容错是必不可少的。在大多数编码方案中，在整个计算过程中校正或跟踪错误对于实现通用门集而不增加处理器中的显著延迟是必要的。在这里，我们实现了一个经典的控制体系结构，用于基于多个周期的稳定器测量和后续校正的快速提取误差。我们展示了它的应用程序上的最小位翻转码与5 transmon量子位，显示实时解码和校正的基础上，多个稳定器是优越的速度和保真度的重复校正的基础上，个别周期。此外，可以快速测量编码的量子位，从而实现依赖于前馈的条件操作，例如逻辑门。这种经典信息和量子信息的协同处理对于逻辑电路全速运行以超过错误积累至关重要。
2019-11-27 quant-ph
A scanning transmon qubit for strong coupling circuit quantum electrodynamics
就像为特定类别的问题设计的量子计算机一样，量子模拟器可以对经典计算机难以计算的量子系统进行定量建模。利用超冷原子和囚禁离子等系统对量子多体系统进行了量子模拟。超导电路最近被研究作为一种替代系统，其中微波光子被限制在耦合谐振器的晶格中，作为研究中的粒子，量子比特耦合到谐振器，产生有效的光子-光子相互作用。这样的系统有望深入了解相互作用玻色子的非平衡物理学，但需要新的工具来理解这种复杂的行为。在这里，我们演示了扫描transmon量子比特的操作，并提出其作为超导谐振器晶格内的光子数的本地探针的用途。我们将量子比特的耦合强度映射到单独芯片上的谐振器，并表明系统在宽扫描区域内达到强耦合状态。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanically Induced Correlated Errors on Superconducting Qubits with Relaxation Times Exceeding 0.4 Milliseconds
该研究制备出寿命超0.4ms的铌基transmon超导量子比特，发现脉冲管机械冲击会引发关联比特翻转误差，揭示了误差机制并为误差缓解提供了新方向。
2023-05-04 quant-ph
Optimal Qubit Control Using Single-Flux Quantum Pulses
单通量量子脉冲是超导量子比特片上控制的天然候选者。我们表明，它们可以驱动高保真单量子比特旋转-即使在泄漏transmon量子比特-如果脉冲序列是适当的优化。我们实现了这一目标，表明，对于这些限制的全数字脉冲，遗传算法可以收敛到任意低的错误，验证了减少门误差由2个数量级相比，一个均匀间隔的脉冲训练。考虑到脉冲的定时抖动，探索我们的优化序列的鲁棒性。这种方法使我们向片上量子位控制又迈进了一步。
2016-09-01 quant-ph
Charge-parity switching effects and optimisation of transmon-qubit design parameters
本研究通过全面噪声建模，确定transmon量子比特设计参数最优范围，并揭示电荷宇称切换对双量子比特门的影响，提出综合性能指标指导下一代量子处理器开发。
2024-03-29 quant-ph
Measuring quasiparticle dynamics for particle impact reconstruction in a superconducting qubit chip
Northwestern University（西北大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）
本文通过准粒子密度动力学建模，研究了粒子撞击导致的准粒子污染对超导量子计算机相干性的影响，揭示了准粒子损失过程及对量子比特性能的影响。
2026-04-14 hep-ex physics.ins-det quant-ph
Analog quantum control of magnonic cat states on-a-chip by a superconducting qubit
我们建议直接和量子相干耦合超导transmon量子比特到磁振子-集体自旋激发的量子，在附近的磁性粒子。磁体的杂散场通过超导量子干涉器件（SQUID）耦合到量子位。我们预测了一个共振量子比特磁振子交换和非线性辐射压力相互作用，都比耗散率和可调的外部磁通偏置。我们还展示了一个量子控制方案，产生量子比特磁振子纠缠和磁振子薛定谔猫态具有高保真度。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Towards novel tunability schemes for hybrid ferromagnetic transmon qubits
针对超导量子处理器中传统磁通调控线路热耗散高、退相干强的可扩展性瓶颈，提出将SIsFS JJs集成到新型ferrotransmon量子比特中，并重点研究了面内磁场超导调控线路的设计、仿真与初步表征，为量子比特频率调控提供低耗散新方案。
2024-12-09 cond-mat.supr-con quant-ph
