Quasiparticle-induced transitions in a fluxonium qubit
Syracuse University（雪城大学）；Harvard University（哈佛大学）；Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Technology Innovation Institute（技术创新研究所）
研究磁通量子比特中准粒子诱导跃迁，通过可控片上准粒子注入测量相关速率，发现模拟跃迁速率需考虑超导能隙不对称性，理论与实验比较限制了准粒子贡献并解释了相关差异。
2026-08-14 quant-ph
Viewing protected superconducting qubits through the lens of the cat qubit
本文通过Fock基类比受保护超导量子比特与玻色子量子比特，研究fluxonium的相图与噪声偏置，提出猫量子比特启发的偏置保持门，并探索实现被动量子存储的伊辛相互作用。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Vacuum-gap transmon qubits realized using flip-chip technology
基于倒装芯片技术构建大规模超导量子处理器取得重大进展。在这项工作中，我们使用倒装芯片技术来实现一个修改的transmon量子比特，捐赠的“flipmon”，其大的并联电容器被替换为真空间隙平行板电容。为了进一步减少量子位的足迹，我们将一个量子位焊盘和一个单一的约瑟夫森结放在底部芯片上，另一个焊盘放在顶部芯片上，顶部芯片通过铟凸块与单一的约瑟夫森结电连接。当真空间隙约为5微米时，空气中的电场参与率可以达到近53%，从而潜在地导致较低的介电损耗。的翻转激元的相干时间测量的范围内的30-60微秒，这是与传统的transmons具有类似的制造工艺。电场模拟表明，金属-空气界面的参与率显著增加，并可能主导量子比特的退相干。这表明需要考虑更仔细的表面处理。没有证据表明，铟凸点内的翻转激元引起显着的退相干。通过精心设计的几何形状和良好的表面处理，可以进一步提高脚蹼的连贯性。
2021-06-01 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
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
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
Tunable coupling of a quantum phononic resonator to a transmon qubit with flip-chip architecture
本文利用倒装芯片技术实现了表面声波谐振器与transmon量子比特之间的强可调耦合，并展示了声子引起的交流斯塔克位移，为量子声学和混合系统研究提供了实验平台。
2024-04-29 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
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
Scalable High-Performance Fluxonium Quantum Processor
硬件技术向通用容错量子计算方向发展，需要高性能的大规模处理单元。虽然通量量子比特具有高相干性和大非谐性，但它们的可扩展性尚未得到系统的探索。在这项工作中，我们提出了一个超导量子信息处理器的基础上，紧凑的高相干磁通抑制串扰，降低设计复杂性，提高运行效率，高保真度的门，并抵抗参数波动。在这种架构中，量子位使用连接到公共总线的单个谐振器分散地读出，并通过组合的片上RF和DC控制线进行操纵，这两者都可以设计为具有低串扰。多径耦合方法使高相干计算态之间的交换相互作用成为可能，同时抑制了虚假的静态ZZ速率，导致快速和高保真的纠缠门。我们数值研究了交叉共振控制的非和差分AC斯塔克控制的Z操作，揭示了高达1 GHz的量子比特-量子比特失谐带宽的低门误差。我们对频率拥挤的研究表明，由数千个量子比特组成的量子处理器的制造产量很高。此外，我们估计低资源开销，以抑制逻辑错误率使用XZZX表面码。这些结果为追求通用量子计算提供了一个可扩展的高性能量子体系结构。
2022-02-05 cond-mat.mes-hall 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
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
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
Millikelvin digital-to-analog converter for superconducting quantum processors
S Lab, Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心 S 实验室）
本文提出一种毫开尔文超导数字-模拟转换器，用于超导量子处理器的本地调制，通过单量子flux脉冲编程，实现无需室温直流偏置线的统一参数调谐。
2026-04-28 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
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
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
Comment on `Spin Decoherence in Superconducting Atom Chips'
我们评论最近的文件[物理学。97，070401（2006）：quant-ph/0603229]，涉及在约4K下在超导铌表面附近捕获的铷原子。这试图计算由热磁噪声引起的原子自旋翻转的速率。我们指出，计算是在一个很大的因素，因为它是基于超导的双流体模型的误差。这个模型对刚好低于临界温度的电磁耗散的描述很差，因为它不能包含更全面的量子理论的第二类相干性。
2006-10-12 quant-ph
Extensible 3D architecture for superconducting quantum computing
使用多层印刷电路板，我们提出了一种适合于封装超导芯片的3D架构，特别是包含二维量子位阵列的芯片。在我们所提出的架构中，掩埋共面波导的中心带作为接触从介质层的表面突出。由于触点延伸超出电介质层的表面，因此芯片可以简单地被倒装芯片封装，其中芯片上插座附着到触点。利用该方案，我们封装了一个多量子位芯片，并实现了单量子位和双量子位量子门操作。结果表明，这种3D结构为可扩展的量子计算提供了一种很有前途的方案。
2017-05-07 quant-ph
Bose-Einstein condensate coupled to a nanomechanical resonator on an atom chip
本文从理论上研究了玻色-爱因斯坦凝聚态原子与纳米磁悬臂梁的耦合。这是一个实验上可行的混合量子系统，它允许人们探索量子光学和凝聚态物理的接口。我们提出了一个实验，容易检测到的原子自旋翻转引起的悬臂梁运动。这可以用来探测带有原子的悬臂的热振荡。在低的悬臂梁温度下，在最近的实验中实现的原子到悬臂梁上的反作用是显着的，该系统代表了腔量子电动力学的机械模拟。高但现实的悬臂梁品质因数，强耦合制度可以达到，无论是与单个原子或集体与玻色-爱因斯坦凝聚体。我们讨论一个原子芯片上的实现。
2007-10-04 quant-ph
Material Science for Quantum Computing with Atom Chips
在其最一般的形式中，原子芯片是一种装置，其中中性或带电粒子位于芯片表面附近的隔离环境中，例如真空（或甚至碳固态晶格）。然后，芯片可以用于以高度受控的方式与量子态相互作用。我概述了材料科学的重要性，量子计算（QC）与原子芯片，后者可能会被用于许多，如果不是全部，建议的实施QC。材料科学对于增强与量子系统的控制耦合以进行制备和操纵以及测量，以及对于抑制通过静态和动态效应（例如潜在的波纹和噪声）引起低保真度的不受控制的耦合都是重要的。作为一个案例研究，中性基态原子的原子芯片进行了分析，它表明，纳米线将允许更多的$10^4$门操作时，考虑自旋翻转和退相干。分析了制造缺陷和Casimir-Polder力的影响。此外，载流导线的替代方法进行了简要描述。最后，什么材料和几何形状可能需要的前景，以及进一步研究的方向纲要。
2011-09-12 quant-ph
Observation of residual entanglement in chip-based entanglement purification
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；SiPhotonIC ApS（SiPhotonic公司）
利用硅基芯片实现基于超纠缠的单拷贝纠缠纯化方案，实验观测到残余纠缠，并证明在比特翻转噪声下总能获得适合进一步纯化的残余纠缠。
2026-06-02 quant-ph
LDPC-cat codes for low-overhead quantum computing in 2D
本文提出将猫量子比特与经典LDPC码结合，实现二维低开销容错量子计算，通过短程相互作用和低权重稳定子简化硬件，并实现高编码率码族，在电路级噪声下达到低逻辑错误率。
2024-02-06 quant-ph
Analysis of a 3D Integrated Superconducting Quantum Chip Structure
San José State University（圣何塞州立大学）
本文通过仿真和分析研究了三维集成超导量子芯片结构，发现堆叠距离可小至0.5毫米，但介电层损耗会降低量子比特性能。
2025-07-19 quant-ph
Performance Characterization of a Multi-Module Quantum Processor with Static Inter-Chip Couplers
本文设计并表征含一个载板芯片和四个量子比特模块的多芯片超导量子处理器，利用静态芯片间耦合器实现高保真读取、单比特门及100 ns的CZ两比特门。
2025-03-16 quant-ph
On-chip quantum feedback control of a superconducting qubit
量子反馈是一种测量量子位并根据测量结果应用适当反馈的技术。在这里，我们提出了一种新的芯片上的量子反馈方法，其中的测量结果的信息是不采取从芯片到外面的稀释冰箱。这可以通过使用由测量装置引起的选择性量子比特能量移位来完成。我们演示了片上量子反馈，并成功地在一个量子比特的快速初始化通过翻转量子比特状态，只有当我们检测到的量子比特的基态。我们的量子反馈方法的反馈回路在芯片上闭合，因此控制量子位所需的操作时间为10 ns量级。该操作时间比常规片外反馈方法短。我们的片上量子反馈技术开辟了许多可能性，如应用到量子信息处理和提供量子系统的热力学基础的理解。
2015-09-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Breaking the scalability barrier via a vertical tunable coupler in 3D integrated transmon system
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；Shishan Laboratory, Nanjing University（南京大学时山实验室）；Jiangsu Key Laboratory of Ouantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏省量子信息科学与技术重点实验室）；Tencent Quantum Laboratory, Tencent（腾讯量子实验室）
本文提出一种三维集成transmon量子处理器，利用垂直可调耦合器实现多芯片间耦合，展示高保真度量子门操作和四量子比特W态的相干生成，验证了该架构在可扩展量子处理器中的潜力。
2026-05-12 quant-ph
High Success Probability, Fidelity, and Purity Nonlinear Optical Two-Qubit Gates on Chip
Nanjing University（南京大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
提出基于薄膜铌酸锂平台的两比特门方案，通过解耦光子相互作用与量子比特翻转操作及光谱相位预补偿，实现高成功概率、纯度及保真度。
2026-07-07 physics.optics quant-ph
Designing quantum memories with embedded control: photonic circuits for autonomous quantum error correction
量子纠错（QEC）是量子信息处理的基础，但需要经典控制的量子操作的大量开销，这在架构上可能是难以适应的。在这里，我们讨论了一种新的方法来设计基本QEC存储单元，其中所有的控制操作是由一个嵌入式光反馈回路自主执行。我们的方法对于纳米光子实现是自然的，其中每个量子位可以耦合到自己的光学谐振器，并且我们基于量子位翻转或相位翻转代码的存储单元的设计只需要五个量子位腔（三个用于寄存器，两个用于控制器）通过波导连接。光子QEC电路完全在芯片上，不需要外部时钟或控制，并且在稳态操作期间仅需要通过注入恒定幅度相干场来供电。
2010-02-18 quant-ph
Vector Magnetic Current Imaging of an 8 nm Process Node Chip and 3D Current Distributions Using the Quantum Diamond Microscope
3D封装技术的采用需要开发新的失效电子器件分析方法。为此，我们的团队正在开发一种名为量子金刚石显微镜（QDM）的工具，该工具利用金刚石中的氮空位（NV）中心的集合，在环境条件下实现具有宽视场和高空间分辨率的矢量磁成像。在这里，我们提出了QDM测量的二维电流分布在8纳米倒装芯片IC和三维电流分布在多层PCB。来自倒装芯片中的C4凸块的磁场辐射主导QDM测量，但是这些被证明对于图像配准是有用的，并且可以被减去以在微米尺度上解析管芯中的相邻电流迹线。3D IC中的过孔由于其垂直方向而仅显示Bx和By磁场，并且难以用仅测量Bz分量（与IC表面正交）的磁力计检测。使用多层PCB，我们表明，QDM的能力，同时测量Bx，由，和Bz是有利的解决磁场从过孔电流通过层之间。我们还展示了如何导电层之间的间距是由磁场图像，以及它是如何同意与PCB的设计规格。在我们最初的努力，以提供进一步的z-深度信息的电流源在复杂的3D电路中，我们展示了如何磁场图像的各个层可以从磁场图像的总结构中减去。这允许信号层的隔离，并且可以用于经由2D磁逆的解来映射嵌入的电流路径。此外，本文还讨论了使用神经网络来识别二维电流分布及其分析三维结构的潜力。
2022-02-16 physics.app-ph quant-ph
Enhancing Kerr-Cat Qubit Coherence with Controlled Dissipation
PSI Center for Photon Science（PSI光子科学中心）；Swiss Nanoscience Institute, University of Basel（瑞士纳米科学研究所，巴塞尔大学）
该研究针对Kerr-cat量子比特（KCQ）比特翻转时间受限的问题，通过实验揭示其源于量子比特流形外的泄漏，并利用哈密顿约束与工程化耗散相结合的方法将泄漏布居数冷却回原流形，成功将比特翻转时间提升至3.6毫秒，为玻色子量子纠错提供了新途径。
2025-11-02 quant-ph
Tunable Coupling Architectures with Capacitively Connecting Pads for Large-Scale Superconducting Multi-Qubit Processors
本文提出电容连接焊盘可调耦合器（TCCP）架构，通过插入连接焊盘增大超导量子比特间距以降低串扰并便于布线，实验证明其保持比特性能的同时实现宽范围可调耦合、低残余ZZ相互作用及绝热CZ门。
2023-06-08 quant-ph
Fast generation of Schrödinger cat states in a Kerr-tunable superconducting resonator
针对三维腔中薛定谔猫态的可扩展性与可控性难题，提出通过快速调制克尔非线性在共面超导电路中生成存储猫态的新方法，96ns内实现89.1%保真度的双组分猫态，为芯片级玻色量子处理器构建提供新路径。
2023-08-28 quant-ph
Improved Parameter Targeting in 3D-Integrated Superconducting Circuits through a Polymer Spacer Process
本文提出用聚合物间隔层控制三维集成超导电路芯片间距，使平面度误差降低3.5倍、间距偏差降低十倍，谐振器频率变化低于1%，且保持高品质因子。
2023-06-30 physics.app-ph quant-ph
Longitudinal coupling between a Si/SiGe quantum dot and an off-chip TiN resonator
该研究通过倒装芯片结构实现双量子点电荷量子比特与高阻抗谐振器的耦合，在绝热驱动下证实了基态下可切换的纵向耦合的存在，为量子比特实验提供了新工具。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resource-Efficient Cross-Platform Verification with Modular Superconducting Devices
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）
本文提出了一种模块化超导设备的跨平台验证方法，通过引入模块间两量子位门实现资源高效验证，显著减少验证重复次数。
2025-07-21 quant-ph
Fabrication-free assessment of microwave losses in germanium-based dielectrics and superconductors
Cornell University（康奈尔大学）；Universität Regensburg（雷根斯堡大学）
本研究提出无需制备的倒装芯片传感方案，评估锗基电介质与超导体的微波损耗，明确材料约束，为平面Ge异质结构微波电路提供设计指导，还展示了超导量子电路新材料的快速测试方法。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Coherence Kerr-cat qubit in 2D architecture
本文提出在二维超导电路中集成片上带阻滤波器，克服强驱动加热与Purcell衰减的权衡，实现高相干Kerr-cat量子比特，并演示了99.6%读出保真度、X(90)门及超过1 ms的比特翻转时间。
2024-05-20 quant-ph
Scalable Low-overhead Superconducting Non-local Coupler with Exponentially Enhanced Connectivity
Tsinghua University（清华大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Science（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
提出一种厘米级片上耦合器及额外耦合层，将量子比特阵列映射为二叉树连接图，将平均纠缠距离从O(N)降至O(logN)，实现指数增强的连接性并消除串扰，在通量量子比特上实现99.37%保真度的非局域纠缠门。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Multimode Purcell Filter for Superconducting-Qubit Reset and Readout with Intrinsic Purcell Protection
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理北京国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
本文提出了一种基于多模式普尔贴滤波器的超导量子比特重置和读出方法，利用波导谐振器的基模和二阶模分别实现重置和读出，无需额外组件，实现了高效率的量子比特操作。
2026-04-22 quant-ph
Stabilization of Kerr-cat qubits with quantum circuit refrigerator
本文研究使用量子电路制冷机（QCR）稳定易受纯退相干影响的 Kerr-cat 量子比特，通过调节偏置电压改变退激发速率，并利用量子干涉抑制比特翻转，从而保持其长寿命。
2025-02-01 quant-ph
Measurements of a quantum bulk acoustic resonator using a superconducting qubit
微波频率下的声子模可以用常规的低温制冷方法冷却到它们的量子基态，这为在单声子水平上研究和操纵量子态提供了一种方便的方法。声子是特别感兴趣的，因为机械变形可以介导与各种不同量子系统的相互作用，包括固态缺陷，超导量子比特，以及使用光机械活性结构时的光子。因此，声子有望用于以量子为中心的各种应用，如传感，信息处理和通信。在这里，我们描述了一个压电量子体声波谐振器（QBAR）与4.88 GHz的谐振频率，在低温下显示大的机电耦合强度与高的固有机械品质因数$Q_i \approx 4.3 \times 10^4$相结合。使用最近开发的倒装芯片技术，我们耦合这个QBAR谐振器的超导量子位在一个单独的模具和演示量子控制的力学耦合系统。这种方法为量子声学和混合量子系统的研究提供了一种简便灵活的实验方法。
2020-12-08 quant-ph
Mitigating cosmic ray-like correlated events with a modular quantum processor
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；Department of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）；Department of Mathematics, University of Chicago（芝加哥大学数学系）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出利用模块化量子架构和定制纠错码缓解量子处理器中芯片级相关错误的方法。
2025-05-21 hep-ex quant-ph
Correlated Charge Noise and Relaxation Errors in Superconducting Qubits
建造量子计算机的核心挑战是纠错。与仅对一种类型的错误敏感的经典位不同，量子位（“量子位”）对两种类型的错误敏感，对应于量子位状态关于$X$ -和$Z$ -方向的翻转。虽然海森堡不确定原理排除了对单个量子位上的$X$和$Z$翻转的同时监测，但可以将量子信息编码在纠缠量子位的大阵列中，从而能够精确监测系统中的所有错误，前提是错误率低。另一个关键要求是错误不能相互关联。在这里，我们描述了一个超导多量子比特电路，并发现电荷波动高度相关的长度尺度超过600~ $μ$ m;此外，离散的电荷跳跃伴随着一个强大的瞬态抑制量子比特能量弛豫时间在毫米级芯片。由此产生的相关误差解释的充电事件和声子介导的准粒子中毒与吸收的伽马射线和宇宙射线μ子在量子位基板。稳健的量子纠错将需要开发缓解策略，以保护多量子位阵列免受粒子碰撞引起的相关错误的影响。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin decoherence dynamics of Er$^{3+}$ in CeO$_2$ film
本文研究硅基Er$^{3+}$:CeO$_2$薄膜中铒离子的自旋退相干，实验测得38.8 μs相干时间，经动力学解耦延长至176.4 μs，并结合理论计算揭示谱扩散诱导的自旋翻转为主导退相干机制，为迈向毫秒级相干提供了路径。
2025-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Shuttling an electron spin through a silicon quantum dot array
本文在28Si/SiGe四量子点线性阵列中实现电子自旋往返穿梭250次、总距离约80 μm，并测得每次跳跃自旋翻转概率远低于0.01%，验证了远距离自旋量子比特相干连接方案的可行性。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
