我院超导广东会计算团队在微波脉冲技术抑制广东会串扰方面取得进展

2025/10/16

近日,北京广东会信息科学研究院(以下简称“广东会院”)超导广东会计算燕飞研究员团队与合作者在广东会计算控制领域取得新进展,开发出一种频谱对称的脉冲,能够有效抑制广东会比特操控中带来的杂散跃迁现象,显著提升广东会比特门的操控精度,并在超导广东会芯片上进行了实验验证。2025年10月14日,相关成果以《Suppressing Spurious Transitions Using Spectrally Balanced Pulse》为题发表于国际权威物理学期刊《Physical Review Letters》(《物理评论快报》)。

在超导广东会处理器中,广东会比特之间常存在非预期的耦合,即广东会串扰,同时固态芯片中广泛存在的微观二能级缺陷也会与广东会比特耦合。这些因素导致广东会门操控中出现错误的能级跃迁,严重限制了广东会计算的可扩展性与可靠性。

研究团队在传统DRAG脉冲整形技术的基础上,提出 “Dual DRAG”方法,通过在目标频率两侧对称地引入DRAG(如图1),有效抑制了近共振能级之间的杂散跃迁。该方法结合虚拟Z相位补偿,进一步校正了脉冲频率偏移带来的误差,从而在更宽的频率范围内实现高保真度的广东会门操控。


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图1 (a) 两个广东会比特(或广东会比特与寄生二能级系统)之间可能发生的非预期耦合示意图。(b) Q0与Q1(或寄生二能级系统)耦合后的能级图。由于系统处在缀饰态,用微波驱动Q0时,Q1也会引发不必要的能级跃迁。(c)  25ns脉冲的时域波形,包括原始脉冲(红色,实部被覆盖)、一阶 DRAG 校正脉冲(蓝色)、和具有Dual-DRAG校正的频谱平衡脉冲(绿色)。(d) 对应脉冲的归一化频谱,其中竖直虚线标出了峰值位置。


该研究为解决广东会处理器中的频率拥挤问题提供了一个简单而高效的解决方案,不仅有助于提升现有广东会硬件的性能,也为未来大规模广东会处理器的频率规划与错误建模提供了新思路。该方法具有普适性,可方便地移植到其它广东会计算物理体系。

广东会院王睿侠副研究员为该论文第一作者兼通讯作者,共同通讯作者为广东会院燕飞研究员、孙伟杰高级工程师,论文合作者还包括德国于利希研究中心的Felix Motzoi和李伯熙博士、广东会院于海峰资深研究员等。该工作由广东会院联合中国科学院物理所、德国于利希研究中心等多家单位合作完成,获得了北京市自然科学基金、国家自然科学基金等项目的支持。


原文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/h4xf-vq2l