超导容错量子计算以及可扩展化的理论研究

超导量子比特是实现量子计算极具潜力的物理系统之一,其主要的缺陷是容易受到多种噪声诱导的退相干影响，难以得到高保真度的量子门操作。针对上述困难，本课题理论上研究具有容错能力的超导量子计算的物理机制及其实现方案。通过分析不同噪声的成因，恰当地引入容错计算方式，构建出能够最大限度消除退相干效应的量子计算新方案。另外，为了建立实际可行的量子计算机，必须有效地解决超导量子比特的扩展化问题，将高保真度的门操作扩展到多量子比特系统。为此，基于超导量子电路具备较好的可调控性，利用量子data bus的辅助耦合作用并结合当前实验技术条件，建立既可调控又可选择的量子比特间耦合方案，实现超导容错量子计算的可扩展化处理。本项目的研究对于物理实现可扩展化的容错量子计算具有重要的研究意义。