[发明专利]鲁棒的量子逻辑门

权利要求书

1.一种用于在包括第一腔和第二腔的多个腔之间实现量子逻辑门的方法，所述方法包括：

使用色散耦合至所述第一腔和所述第二腔两者的耦合transmon在所述第一腔与所述第二腔之间执行第一分束器(BS)操作；以及

在所述第二腔与辅助transmon之间执行控制相移(CPS)操作，所述辅助transmon色散耦合至所述第二腔但并未色散耦合至所述第一腔。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述耦合transmon在所述第一腔与所述第二腔之间执行第二BS操作，其中，所述第一BS操作在所述CPS操作之前执行，并且所述第二BS操作在所述CPS操作之后执行。

3.根据权利要求2或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，所述量子逻辑门包括受控SWAP(c-SWAP)操作。

4.根据权利要求3或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，所述量子逻辑门包括指数SWAP(e-SWAP)门，并且所述方法包括：

在所述第一腔与所述第二腔之间执行第一c-SWAP操作；

在所述第一腔与所述第二腔之间执行第二c-SWAP操作；以及

在所述第一c-SWAP操作与所述第二c-SWAP操作之间对所述辅助transmon执行旋转操作。

5.根据权利要求2或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，所述量子逻辑门包括指数SWAP(e-SWAP)门，所述CPS操作是第一CPS操作，并且所述方法包括：

在所述第一CPS操作之后并且在所述第二BS操作之前，在所述第二腔与所述辅助transmon之间执行第二CPS操作；以及

在所述第一CPS操作与所述第二CPS操作之间对所述辅助transmon执行旋转操作。

6.根据权利要求5或任一项其他前述权利要求所述的方法，还包括：

在所述第一CPS操作之前并且在所述第一BS操作之后执行第一哈达玛操作；以及

在所述第二CPS操作之后并且在所述第二BS操作之前执行第二哈达玛操作。

7.根据权利要求6或任一其他前述权利要求所述的方法，还包括测量所述辅助transmon。

8.根据权利要求7或任一其他前述权利要求所述的方法，还包括确定退相误差，所述退相误差基于测量所述辅助transmon的结果而发生。

9.根据权利要求7或任一其他前述权利要求所述的方法，其中：

使用所述辅助transmon的至少四个能级；

所述辅助transmon的第一能级与第一衰变误差类型相关联；

所述辅助transmon的第二能级与第二衰变误差类型相关联；并且

所述方法还包括基于测量所述辅助transmon的结果来校正衰变误差。

10.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，在所述CPS操作之前和/或之后对所述辅助transmon执行至少一个局部量子逻辑门。

11.根据权利要求10或任一其他前述权利要求所述的方法，其中：

所述至少一个局部量子逻辑门包括在所述BS操作之后并且在所述CPS操作之前执行的第一哈达玛操作；并且

所述方法还包括测量所述辅助transmon的状态以将所述第一腔的第一量子态与所述第二腔的第二量子态进行比较。