Fluxonium: Eine alternative Qubit-Plattform für hochpräzise Operationen

Supraleitende Qubits bieten einen vielversprechenden Weg zum Bau großangelegter Quantencomputer. Das einfache und robuste Transmon-Qubit war die führende Plattform und hat mehrere Meilensteine erreicht. Allerdings erfordert fehlerresistente Quantencomputing Qubit-Operationen mit Fehlerquoten, die deutlich niedriger sind als die, die im Stand der Technik gezeigt werden. Folglich haben alternative supraleitende Qubits mit besserem Fehlerschutz zunehmendes Interesse geweckt. Unter ihnen ist Fluxonium ein besonders vielversprechender Kandidat, der große Anharmonik und lange Kohärenzzeiten aufweist. Hier entwickeln wir einen auf Fluxonium basierenden Quantenprozessor, der hohe Qubit-Kohärenz, schnelle Frequenzeinstellbarkeit und individuelle Qubit-Adressierbarkeit für Reset, Auslesung und Gatter integriert. Mit einfachen und schnellen Gatterschemata erreichen wir eine durchschnittliche Einzel-Qubit-Gattertreue von 99,97 % und eine Zwei-Qubit-Gattertreue von bis zu 99,72 %. Diese Leistung ist mit den höchsten Werten vergleichbar, die in der Literatur zu supraleitenden Schaltkreisen berichtet werden. Somit zeigt unsere Arbeit im Bereich der supraleitenden Qubits eine alternative Qubit-Plattform, die mit dem Transmon-System konkurrieren kann.