陈 娟，郭琰博，姜年权

基于STQ系统的一个四比特簇态制备方案

*陈 娟，郭琰博，姜年权

(温州大学物理与电子信息工程学院，浙江，温州 325035)

Transmon 比特通过电容与一个超导TLR（transmission line resonator）耦合。本文采用Transmon 比特与TLR之间有更强的耦合常量，提出了一个在STQ（superconducting transmon qubit）系统中制备四比特纠缠簇态（cluster state）的简单方案。与已有的方案相比，此方案有更长的消相干时间。又由于Transmon 比特和TLR有以上的属性，此方案在实验上更可行。

cluster态；超导Transmon比特；传输线型谐振腔

量子纠缠因其独特的性质而成为量子信息处理的重要资源[1]。其中，三体或多体纠缠不仅可以用于检验量子力学非局域理论[2]，而且被用于许多量子信息处理方案中。比如：量子隐形传态[3-4]，量子纠缠交换[5]和量子稠密编码等[6-7]。因此, 探究和制备多体纠缠态具有重要意义。在近年来的研究中，已有多种不同的多体纠缠态被提出，如：Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)态[8-9]、W 态[10]和cluster 态[11]等。其中，Briegel 和 Raussendor[11]提出的cluster 态比GHZ 态对消相干更不敏感[12-13]，而且量子计算机能通过cluster 态来实现[12]，正因为如此，cluster 态备受人们的关注。其在不同的物理系统（如：腔量子电动力学系统（QED））中的制备方案已经被提出[14-21]。在文献[20]中，Yang 等人提出了一个在热腔QED中制备四原子cluster 态的方案，此方案包括两个单比特操作和四个两比特操作；在文献[14-19,21]中，提出了需要三步来制备一个四比特cluster态的方案；郑晓娟等提出了一个在腔QED中通过两个三比特操作制备四比特cluster态的方案[22]。

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(b)

图 1 (a)Transmon量子比特基本的线路图；(b)N个Transmon量子比特与TLR耦合的电路图，其中频率为d的微波输入到TLR

Fig. 1 (a) The basic circuit of transmon qubit; (b) The circuit of N transmon qubits coupled with the TLR, in which a microwave field of frequencydis applied to the input wire of the TRL

本……