保护量子处理器中的脆弱信息需要某种形式的量子纠错 (QEC)。使用典型的“软件” QEC 技术(如表面代码 [1]),稳定单个逻辑量子位需要许多物理量子位,每个物理量子位通常实现为弱非线性振荡器。纠错和计算是通过一系列操作和测量实现的,这些操作和测量可以识别位翻转和相位翻转错误。另一种方法是直接在硬件中实现量子稳定器。在这里,纠错源自自然量子动力学,减少了对重复纠缠门、测量以及大量控制线和复杂的经典控制硬件的需要。在这种方法中,高度非平凡的哈密顿量会在巨大的希尔伯特空间内产生一个微小的受保护子空间。这两种方法都可以用错误抑制因子 Λ 来表征,Λ 是逻辑错误随系统规模减小的速率。当前 transmon 量子比特阵列每轮软件纠错所需的时间很长,这意味着 Λ 仅略大于 1 [2] 。在这项工作中,我们通过实验证明了使用哈密顿方法实现更大的 Λ ≳ 100 的潜力。代价是出现相对低能量模式,间隙 ≲ 1 GHz,这使得初始化具有挑战性;这些间隙可以通过参数优化提高。在使用硬件 QEC 构建可扩展逻辑量子比特之前,随着系统规模的增加,证明基于汉密尔顿工程的保护的有效性至关重要。在本信中,我们观察并量化了未受保护元素之间的稳定相互作用汉密尔顿量。我们进行具有局部通量控制的光谱测量,并观察汉密尔顿量中稳定剂项的特征。具体而言,我们发现能带相对于
主要关键词