Quantum Supremacy through Fock State $q$ boson Sampling with Transmon Qubits
本研究提出 $q$ 玻色子 Fock 态采样方法，证明 transmon 量子比特能突破传统限制，在经典难解的采样任务中实现量子霸权，拓展了量子处理器的应用前景。
2025-06-26 quant-ph
Cross-talk in superconducting qubit lattices with tunable couplers -- comparing transmon and fluxonium architectures
University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文比较了transmon和fluxonium架构在抑制量子比特间ZZ相互作用方面的效率，发现fluxonium架构在保持强抑制的同时具有更高的逆参与比，可能在相同门速度和保真度下降低交叉耦合。
2025-12-05 quant-ph
Investigating surface loss effects in superconducting transmon qubits
超导量子比特对各种损耗机制敏感，包括来自界面的介电损耗。通过改变量子位的物理足迹，可以调节对表面损耗的敏感性。在这里，我们展示了不同物理足迹的平面超导transmons的系统研究，以优化量子位的设计，最大的相干性。我们发现，具有小足迹的量子比特受到表面损耗的限制，而具有大足迹的量子比特受到目前尚不清楚的其他损耗机制的限制。
2016-05-25 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
Non-thermal quantum engine in transmon qubits
量子技术的设计和实现需要理解量子领域中的热力学过程。与宏观热力学形成鲜明对比的是，在量子尺度下，过程一般远离平衡运行，并受涨落控制。因此，在制定一个全面的框架时，实验性的洞察力和经验性的发现是必不可少的。为此，我们从理论上提出了一个实验现实的量子引擎，使用transmon量子比特作为工作物质。我们用解析的方法求解动力学并计算其效率。
2019-05-29 quant-ph
Complementing the transmon by integrating a geometric shunt inductor
本文实现了一种由几何电感分流的单约瑟夫森结transmon量子比特，将其与常规transmon电容耦合，通过磁通偏置实现ZZ相互作用的完全抑制，并利用一阶边带跃迁演示快速双比特门，为构建低误差超导量子比特晶格提供了新方案。
2024-10-14 quant-ph
ZZ-Free Two-Transmon CZ Gate Mediated by a Fluxonium Coupler
Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电气工程和计算机科学系）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院林肯实验室）
提出TFT架构，利用fluxonium耦合器消除双transmon系统中残余ZZ相互作用，并在大失谐下实现高保真度绝热CZ门。
2025-11-03 quant-ph
Robust, fast and high-fidelity composite single-qubit gates for superconducting transmon qubits
针对超导 transmon 量子比特的相干误差问题，提出基于复合脉冲的控制方法，实现鲁棒快速的高保真单量子比特门，并经仿真和四种独立技术验证。
2025-06-08 quant-ph
Microwave-activated two-qubit gates for fixed-coupling and fixed-frequency transmon qubits
针对固定频率transmon量子比特架构扩展面临的控制灵活性不足等问题，提出仅向固定频率耦合器施加微波脉冲的两量子比特门方案，可在150ns内实现保真度超0.999的CZ门并有效抑制态泄漏。
2024-10-10 quant-ph
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
A Tutorial for Characterizing Transmon Qubits
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西中央物理研究中心）
本文提供可调谐Transmon量子比特表征与优化的完整工作流程教程，涵盖低温设置、参数放大器操作、磁通甜点识别、脉冲校准和读出优化等步骤。
2026-06-02 quant-ph
Case Study of Decoherence Times of Transmon Qubit
本研究探讨了transmon qubit的拓扑结构，并通过数值方法计算了由噪声、磁通及临界电流噪声引起的退相干时间，以应对超导量子计算机中退相干时间过短的瓶颈。
2023-09-10 quant-ph
Spectrum analysis with parametrically modulated transmon qubits
本研究提出参数光谱学方法，通过结合量子比特能隙的参数调制与动力学解耦序列，高灵敏度探测噪声谱并降低驱动噪声影响，实现了对transmons中磁通谱高频域的探测。
2025-03-07 quant-ph
Measuring a transmon qubit in circuit QED: dressed squeezed states
利用电路QED，我们考虑了通过耦合微波谐振腔对超导transmon量子比特的测量。对于理想的色散耦合，谐振器振铃产生频率与transmon能量状态匹配的相干态。然而，现实的耦合不是理想的色散，因此transmon谐振器能级混合成Jaynes-Cummings型的联合本征态阶梯。先前的工作已经表明，振铃谐振器近似地尊重这种梯形结构，以在本征基中产生相干态（修饰相干态）。我们数值研究这种相干态近似的有效性，找到两个主要的偏差。首先，谐振器振铃泄漏到对应于不同transmon状态的本征态阶梯中的小杂散粒子数。第二，在本征态阶梯内，当相干态演化时，传输子非线性剪切相干态。然后，我们表明，下一个自然的近似，这个剪切状态的本征基是一个穿着压缩状态，并推导出简单的演化方程，这样的国家使用混合相福克空间描述。
2016-08-01 quant-ph
Autonomous error correction of a single logical qubit using two transmons
大规模量子计算机将不可避免地需要量子纠错来保护信息不受退相干的影响。传统的纠错通常需要许多量子位，以及高效的错误综合征测量和实时反馈。自主量子纠错（AQEC）替代地使用稳态浴工程以硬件高效的方式执行校正。我们实现了一个AQEC方案，实现了只有两个transmon量子位在一个二维可扩展的架构，主动纠正单光子损失和被动抑制低频移相使用六个微波驱动器。与未校正的编码相比，对于逻辑0、1和叠加态，实验证明了2.0、5.1和1.4的改进。我们的研究结果表明，实现硬件高效的AQEC，以提高基于transmon的量子信息处理器的可靠性的潜力。
2023-02-13 quant-ph
Measurement-Induced State transitions in Inductively-Shunted Transmons
Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）
本研究通过在transmon中添加感应短路，消除偏移电荷依赖性并稳定测量诱导态跃迁，实验验证了其有效性。
2026-10-06 quant-ph
Quantum interface between a transmon qubit and spins of nitrogen-vacancy centers
混合量子线路结合了各个系统的优点，为量子信息处理提供了一个很有前途的平台。在这里，我们提出了一个实验方案，直接耦合一个transmon量子位到一个单独的自旋在氮空位（NV）中心，与耦合强度的三个数量级大于一个单一的自旋耦合到微波腔。transmon和NV中心之间的这种直接耦合可以用于形成transmon总线，从而导致不同单自旋之间的相干虚拟交换。此外，我们还证明了通过将一个transmon耦合到一个低密度NV系综上，可以实现transmon和NV系综之间的SWAP操作，并在腔-transmon-NV系综混合系统上实现NV系综态的量子非破坏测量.此外，在该系统上，可以在腔和NV系综之间实现虚拟耦合，其在幅度上比腔和NV系综之间的直接耦合大得多。通过这种虚耦合，可以更有效地将腔中的光子态存储到NV自旋中。
2017-09-25 quant-ph
State leakage during fast decay and control of a superconducting transmon qubit
超导约瑟夫森结量子比特构成了许多应用的主要当前技术，包括可扩展的量子计算机和热器件。这种系统的理论建模通常在两级近似内完成。然而，精确的理论建模需要考虑更高的激发态的影响，而不将系统限制在二能级量子比特子空间。在这里，我们研究的动力学和控制的超导transmon使用数值精确的随机刘维尔-冯诺依曼方程的方法。我们重点研究了从理想二能级子空间中态泄漏对浴诱导衰变和单量子比特门操作的作用。我们发现显着的短时间的状态泄漏，由于强耦合到浴。我们量化了单量子比特门中的泄漏误差，并证明了在退相干存在的情况下，用DRAG控制五电平transmon来抑制泄漏误差。我们的研究结果预测的两级近似和可能的内在约束的量子比特动力学和控制的实验相关的参数集的准确性的限制。
2020-11-20 quant-ph
All-microwave manipulation of superconducting qubits with a fixed-frequency transmon coupler
本文提出利用固定频率 transmon 耦合器的三阶非线性在微波驱动下实现数据量子比特间交换相互作用，并据此实现高效、低残余相互作用的 all-microwave controlled-Z 门。
2023-08-06 quant-ph
Optimal design of a superconducting transmon qubit with tapered wiring
分析公式简化，但有用的量子位几何形状，预测表面介电损耗时，其厚度远小于金属厚度，实际设备所需的限制情况。因此，这些公式可以用来精确地预测损耗和优化量子位布局。令人惊讶的是，表面损耗的很大一部分来自连接约瑟夫森结和量子位电容器的小导线。将该导线变细可以显著降低其损耗。还预测的尺寸和密度的两个能级状态（TLS）光谱从个人表面耗散网站。
2021-04-04 quant-ph
Shape optimization of superconducting transmon qubit for low surface dielectric loss
本文提出一种结合有限元法和全局优化算法的形状优化方法，通过优化Transmon量子比特电容板和结线的样条曲线形状，显著降低了表面介电损耗，使TLS限制的品质因子和弛豫时间提升约21.6%。
2022-11-25 quant-ph
High-fidelity superconducting quantum processors via laser-annealing of transmon qubits
在保持高保真度量子门的同时缩放量子比特的数量仍然是量子计算的关键挑战。目前，具有>50个量子比特的超导量子处理器是活跃可用的。对于这样的系统，固定频率的传输是有吸引力的，由于其长的相干性和抗噪性。然而，由于精确的相对频率要求，缩放固定频率架构具有挑战性。在这里，我们采用激光退火来选择性地将transmon量子比特调谐到所需的频率模式。对数百个退火量子位的统计表明，经验调谐精度为18.5 MHz，对量子位相干性没有可测量的影响。我们在一个调谐的65量子位处理器上量化了门误差统计，其中位两量子位门保真度为98.7%。基线调谐统计产生4.7 MHz的频率-等效电阻精度，足以用于超过1000量子位水平的高产率缩放。展望未来，我们预计选择性激光退火将在缩放固定频率架构中发挥核心作用。
2020-12-15 quant-ph
Methods to achieve near-millisecond energy relaxation and dephasing times for a superconducting transmon qubit
本文提出一种高相干性transmon qubit的设计与制备方法，测得能量弛豫和退相干时间超越现有文献，为实现实用量子计算提供了可复现的技术方案。
2025-02-03 quant-ph
Onset of transmon ionization in microwave single-photon detection
本研究探讨transmon电离在微波单光子探测中的起始，发现其源于量子到经典相变，并通过优化参数可抑制其影响，实现高达86%的探测效率。
2024-02-02 quant-ph
Hardware-Efficient Erasure Qubits With Superconducting Transmon Qutrits
University of Massachusetts-Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；University of Maryland（马里兰大学）
本文提出一种利用超导传输门三量子比特作为擦除量子比特的高效硬件方案，通过检测主控量子比特的退相干误差，实现了超过500微秒的逻辑量子比特寿命，并展示了双用途辅助量子比特在擦除检测和奇偶校验中的应用。
2026-04-09 quant-ph
Offset Charge Dependence of Measurement-Induced Transitions in Transmons
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）；Stuttgart University（斯图加特大学）
研究揭示了transmon量子比特中测量诱导转变与门电荷的依赖关系，并通过实验验证了这一现象，同时指出需考虑高阶谐波以实现理论与实验的一致性。
2026-01-14 quant-ph
Learning-based Calibration of Flux Crosstalk in Transmon Qubit Arrays
本文提出一种基于学习的校准协议，用于补偿Transmon量子比特阵列中的磁通串扰，实验校准16个量子比特，并模拟更大阵列，实现误差低于300 kHz的线性扩展。
2023-09-06 quant-ph
NMon: enhanced transmon qubit based on parallel arrays of Josephson junctions
本文提出 NMon，一种基于 Josephson 结并联阵列的新型超导量子比特，在保持 transmon 级电荷与磁通跃迁矩阵元的同时提升非谐性和可调性，并将磁通噪声相关矩阵元降低一个数量级。
2024-04-08 quant-ph
Analogue Quantum Simulation with Fixed-Frequency Transmon Qubits
本文实验评估了固定频率 transmon 量子比特用于自旋系统模拟量子模拟的可行性，通过量子过程层析成像和哈密顿量层析成像发现单量子比特误差和寄生耦合是主要限制因素，并指出适度改进后有望实现丰富的时间相关多体自旋哈密顿量模拟。
2024-01-23 quant-ph
Transmon qubit with relaxation time exceeding 0.5 milliseconds
通过对钽（Ta）膜的干法刻蚀，获得了最佳寿命（T1）为503 μ s的transmon量子比特，表明干法刻蚀工艺可以应用于后续的Ta膜多量子比特的制备。在相同的约瑟夫森结设计和制作工艺下，比较了不同材料（Ta、Nb和Al）制备的transmons的弛豫时间和相干时间，发现Ta膜制备的transmons的弛豫时间和相干时间最好，其次是Al膜和Nb膜。我们推测，这种差异的原因是由于不同的损失的氧化物材料位于金属-空气界面。
2021-05-20 quant-ph
Ultrastrong coupling dynamics with a transmon qubit
光和物质的相互作用通常用单激发的交换来描述。当耦合强度是系统频率的一个重要部分时，激励的数量不再保持不变，这个简单的图像就被打破了。这种机制被称为超强耦合机制，其特征在于非平凡的轻物质本征态和复杂的动力学。在这项工作中，我们建议使用一个阵列约瑟夫森结，以增加光模式的阻抗，使超强耦合到transmon量子位。我们表明，由此产生的动态可以产生和探测利用的多模式结构的结阵列。该提议依赖于transmon的频率可调谐性，并且关键地依赖于使用低频模式的阵列，其允许基态的非绝热变化。
2016-07-13 quant-ph
Perfect, Pretty Good and Optimized Quantum State Transfer in Transmon qubit chains
本研究探究transmon量子比特链中量子态传输，通过调控比特相互作用实现完美/相当好的态传输并给出保真度解析表达式，分析广义SSH链的拓扑特性，还发现追求快速传输常得到无拓扑态的二聚化相互作用链。
2025-01-17 quant-ph
High fidelity single-shot readout of a transmon qubit using a SLUG μwave amplifier
我们报告高保真，量子非破坏，单次读出的超导transmon量子比特使用直流偏置超导低电感波动电流计（SLUG）放大器。与裸HEMT放大器相比，SLUG在20 MHz窗口内将系统信噪比提高了7 dB。使用遗传搜索算法选择最佳腔驱动脉冲，导致最大组合读出和制备保真度为91.9%，测量时间Tmeas = 200ns。采用后选择技术消除了加热引起的制备误差，实现了94.3%的制备和读出保真度。
2014-01-21 quant-ph
Full-Wave Methodology to Compute the Spontaneous Emission Rate of a Transmon Qubit
自发发射率（SER）是任何量子比特（qubit）的重要品质因数，因为它可以在量子比特的控制和退相干中起重要作用。因此，准确表征实际器件的SER是量子信息处理器件设计中的重要一步。在这里，我们特别关注实验上流行的transmon量子比特平台，这是一种超导电路量子比特。尽管理解这些量子位的SER很重要，但它通常是使用近似电路模型来确定的，或者是从制造设备上的测量中推断出来的。为了提高设计过程中预测的准确性，最好使用全波数值方法，该方法可以在实际系统的描述中进行最少数量的近似。在这项工作中，我们将展示如何使用最近开发的基于场的描述耦合到电磁环境的transmon量子比特来实现这一点。我们验证我们的模型，通过计算SER的设备中发现的文献中已经得到很好的实验特征类似。我们进一步交叉验证我们的研究结果进行比较，以简化的集总元件电路和传输线模型适当。
2022-01-11 quant-ph
Environmental Radiation Impact on Lifetimes and Quasiparticle Tunneling Rates of Fixed-Frequency Transmon Qubits
量子计算依赖于量子比特在尽可能没有噪声的环境中的操作。这项工作报告测量环境辐射对固定频率transmon量子比特的寿命的影响，通过改变测量空间中使用的屏蔽量，使用各种电容器焊盘几何形状。发现量子位寿命对这些屏蔽变化是稳健的，直到在冰箱中没有混合室屏蔽的情况下测试最极端的极限。相比之下，准粒子隧穿率被发现对所有测试的配置都非常敏感，这表明这些设备尚未受到与超导准粒子相关的损耗的限制。
2021-05-28 quant-ph
Implementation of a generalized CNOT gate between fixed-frequency transmons
我们已经嵌入了两个固定频率的Al/AlO $_{\textrm{x}}$ /Al transmons，与地面激发跃迁频率为6.0714 GHz和6.7543 GHz，在一个单一的三维铝腔与一个基模为7.7463 GHz。腔和每个transmon之间的强耦合导致26 MHz的有效量子位-量子位耦合强度和每个量子位的跃迁频率的-1 MHz色散位移，这取决于另一个量子位的状态。利用全微波SWIPHT（Speeding up Waveforms by Inducing Phases to Harmful Transitions）技术，我们演示了两个量子比特之间的广义控制非（CNOT）门的操作，并对该器件的门时间$τ_g= 907$ ns进行了优化。使用量子过程层析成像，我们发现，门保真度为83%-84%，略低于预期的87%的保真度从弛豫和失相的transmons在门时间。
2018-10-18 quant-ph
Inductively shunted transmon qubit with tunable transverse and longitudinal coupling
我们设计了一个感应并联的传输子量子比特，它与嵌入的谐波模具有通量可调耦合。该电路构造提供了在纯横向耦合和纯纵向耦合之间进行通量选择的可能性，即耦合到量子位的$σ_x$或$σ_z$自由度。虽然横向耦合是最常用于超导量子位的耦合类型，但固有的不同纵向耦合对于读出和电路的可扩展性都具有一些显着的优势。能够在同一电路中的两种耦合之间进行选择提供了灵活性，可以使用一种耦合到下一个量子位，另一种用于读出，反之亦然。我们提供了一个详细的分析系统的行为，使用现实的参数，随着一个原型设备的物理实现的建议。
2017-11-20 quant-ph
Experimental Realization of a C-Shunt Flux-Qubit Coupler for Controlled-Z Gates between Transmons
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国家实验室）；School of Physics, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理学院）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
该研究实验实现了连接两个Transmon数据量子比特的C并联磁通量子比特耦合器，其可实现低残余ZZ相互作用的空闲状态，45 ns非绝热CZ门保真度达99.23(15)%，为超导量子处理器结合低相互作用空闲与快速纠缠操作提供了可行方案。
2026-10-14 quant-ph
Demolition measurement protocol for transmon qubits
该论文提出一种将读取与重置结合的破坏性测量协议，在1微秒内实现大于95%重置保真度和99%读取保真度，相比被动衰减提速50倍，显著提高数据采集速率。
2025-03-31 quant-ph
Telegraph flux noise induced beating Ramsey fringe in transmon qubits
本研究针对transmon量子比特中观测到的非单调拍频Ramsey条纹，构建随机电报噪声模型探究其通量噪声起源，证实强通量RTN可诱导拍频图案且与实验吻合，为量子比特退相干研究提供新视角。
2025-02-08 quant-ph
Quantum control of frequency tunable transmon superconducting qubits
在这项工作中，我们分析了通过两个静态耦合transmons的$|11\rangle$和$|20\rangle$状态之间的谐振的控制相位门的实现。我们发现，有许多不同的控制transmon频率，实现相同的门周围的$99.8\%$（$T_1=T_2^{*}=17$ $μ$ s）和$99.99\%$（$T_1=T_2^{*}=300$ $μ$ s）在一个时间内，接近理论极限的结晶度。通过校准等待时间和接近$|11\rangle-|20\rangle$谐振的目标频率，所有控制都可以达到该精度。然而，一些控制，如那些基于动态不变量的理论，是特别有吸引力的，由于减少泄漏，对退相干的鲁棒性，以及它们有限的带宽。
2020-07-20 quant-ph
Entanglement Dynamics in a Two Transmon Qubit System under Continuous Measurement and Postselection
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究连续测量与后选择对双超导量子比特系统动力学和纠缠的影响，通过主方程分析展示后选择减缓纠缠衰减的作用，揭示PT对称相变对系统行为的影响。
2026-04-28 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
Calibration of the cross-resonance two-qubit gate between directly-coupled transmons
量子计算需要精确控制量子系统的演化，通常是通过在一组量子位上应用离散的量子逻辑门。在这里，我们使用交叉共振相互作用来实现两个超导transmon量子比特之间的直接静态色散耦合的门。我们展示了一个实用的校准程序的门的优化，结合连续和重复门哈密顿断层扫描与逐步减少占主导地位的两个量子位相干误差，通过映射到微波控制参数。我们的实验表明，这个过程可以使一个$\hat{ZX}_{-π/2}$门的保真度$F=97.0(7)\%$，测量交错随机基准。我们在一个具有面外控制和读出的架构中展示了这一点，该架构可以很容易地扩展到更大规模的量子线路。
2019-05-14 quant-ph
Single qubit gates in frequency-crowded transmon systems
最近在三维腔中超导transmon量子比特的实验工作表明，它们的相干时间比它们的二维腔对应物增加了一个数量级。然而，为了利用这些相干时间，同时按比例增加量子位的数量，有利的是寻址全部耦合到相同的3D腔场的各个量子位。控制这个系统的挑战来自光谱拥挤，其中量子位的泄漏跃迁接近于其他量子位的计算跃迁。在这里，它示出了快速脉冲是可能的，其使用脉冲包络的两个正交控制来寻址单个量子位，而单独的DRAG方法仅给出了比常规高斯脉冲形状的边际改进。另一方面，使用马格努斯展开的一阶结果给出了快速分析脉冲形状，其给出了特定选通时间的高保真度选通，直到第二量子位上的相位因子。进一步的数值分析证实了这些结果，并产生更快的门，表明泄漏态的非谐性不提供一个基本的量子速度限制。
2013-06-10 quant-ph
Second-order decoherence mechanisms of a transmon qubit probed with thermal microwave states
在超导量子线路中，热微波态是无所不在的噪声源。我们用它们作为探针，确定了超导传输子的三种二阶退相干机制。首先，我们量化的色散Jaynes-Cummings制度的谐振器滤波器的效率，并找到寄生损耗通道的证据。其次，我们探测二阶噪声在低频制度，并证明预期的$T^{3}$温度依赖的量子位退相速率。最后，我们表明，由于两个能级状态的量子比特参数的涨落的热微波态的影响下增强。特别是，我们实验证实了$T^{2}$依赖的波动谱预期的非相互作用的二能级状态。
2017-04-11 quant-ph
High-fidelity iSWAP gate with Double Transmon Coupler
University of Massachusetts, Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）；RTX BBN Technologies（RTX BBN科技公司）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；Northwestern University（西北大学）
本文利用双超导谐振子耦合器实现高保真iSWAP门，通过鲁棒相位估计校准非交换误差项，达到99.827%的门保真度。
2026-04-29 quant-ph
Superconducting transmon qubit-resonator quantum battery
量子电池（QB）是一种微型能量存储和释放装置，在未来量子技术中起着至关重要的作用。本文提出了一种在由$N$耦合传输子量子比特和一维传输线谐振器组成的超导电路上实现量子比特的方案。我们推导了量子点系统的哈密顿量，并通过考虑三个衰变通道来研究其充电性能。我们发现衰变通道的存在抑制了能量存储过程的高振荡，从而实现了稳定而强大的QB。特别是，与谐振腔衰减和量子位弛豫相比，量子位退相在我们的QB中显示出违反直觉的优势。结果表明，最近邻相互作用对稳定能量总是有积极的影响，而耦合只对完全非简并基态区域的最大充电功率有显著影响.我们还证明了我们的方法的可行性，通过评估实验参数下的QB性能。
2023-01-13 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
Experimental signatures of a $\hat{Z}\hat{X}$ beam-splitter interaction between Kerr-cat and transmon qubits
Chandra Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校查德拉电气与计算机工程系）
研究通过实验展示Kerr猫与transmon量子比特间的$\hat{Z}\hat{X}$光束分裂器相互作用，验证了其在量子纠错中的应用潜力，为混合架构的量子处理器发展奠定基础。
2026-10-07 quant-ph
Evaluating radiation impact on transmon qubits in above and underground facilities
该研究首次直接比较了地上与深地下设施中transmon量子比特的性能，发现地上高相干量子比特存在显著的辐射诱发事件过量，并利用γ射线源在受控低本底环境中评估了量子比特响应。
2025-07-03 quant-ph
Variational preparation of entangled states in a system of transmon qubits
本研究利用最小校准的iSwap类门结合变分量子算法，在transmon量子比特系统中高效制备高保真Bell态和GHZ态，并通过CHSH不等式验证了纠缠质量。
2025-04-21 quant-ph
Robust optimal control for a systematic error in the control amplitude of transmon qubits
本文针对 transmon 量子比特控制幅度误差导致的保真度损失，提出基于优化的鲁棒脉冲控制方法，并在 IBMQ 量子比特上验证了其对约 10% 误差的抵御能力。
2024-08-24 quant-ph
Modeling low- and high-frequency noise in transmon qubits with resource-efficient measurement
本研究针对transmon量子比特的宽频噪声问题，构建了含高低频分量的Redfield主方程混合库模型，通过含动力学解耦的保真度测量拟合参数，经IBM量子设备实验验证，能更准确预测量子比特行为。
2023-02-28 quant-ph
