超导量子比特为大规模容错量子计算提供了一种有前途的方法。然而,平面上的量子比特连接通常仅限于几个相邻的量子比特。实现更长距离和更灵活的连接(鉴于纠错码的最新发展,这尤其有吸引力)通常涉及复杂的多层封装和外部布线,这需要大量资源并且可能造成保真度限制。在这里,我们提出并实现了一种高速片上量子处理器,它支持可重构的全对全耦合,具有较大的开关比。我们在四节点量子处理器中实现了该设计,该处理器采用模块化设计,包括一个与两个单独的量子比特承载基板耦合的布线基板,每个基板包括两个单量子比特节点。我们使用该设备演示所有量子比特对的可重构控制 Z 门,基准平均保真度为 96 . 00% 0 . 08%,最佳保真度为 97 . 14% 0 . 07% ,主要受量子比特失相限制。我们还生成分布在各个模块上的多量子比特纠缠,显示 GHZ-3 和 GHZ-4 状态的保真度分别为 88 . 15% 0 . 24% 和 75 . 18% 0 . 11% 。这种方法有望有效扩展到更大规模的量子电路,并为实现受益于增强的量子比特连接性的量子算法和纠错方案提供了途径。
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