DRAG 脉冲

DRAG 脉冲是针对一个老问题的小而巧妙的修正,这个问题每次你想快速翻转量子比特时都会冒出来。芯片上的人造原子并不是一个干净的两能级系统,它旁边还紧挨着第三个能级(2 态)。一个又短又猛的微波脉冲在频率上铺得很宽,所以它在驱动你真正想要的 0->1 翻转时,边缘也会够到上面,把一点点布居数泄漏进 2 态。DRAG 对脉冲进行整形,让这种泄漏自己抵消掉,从而既保持门的速度,又不溢出可计算的空间。

诀窍是同时在两个通道上驱动。正交控制给你两个相位相差 90 度的旋钮,通常叫 I 和 Q。你把常规的翻转脉冲放在一个通道上,在另一个通道上加上它的时间导数的一份拷贝,并按量子比特的非谐性来缩放系数。这个导数分量被设计成:主脉冲把布居数推进 2 态有多快,它就把布居数推出来有多快,于是多余的泄漏发生相消干涉,量子比特干净地落在 1 上。它的全名就讲清了这件事:通过绝热门做导数消除(Derivative Removal by Adiabatic Gate)。

DRAG 是标准做法,成本低,几乎被内建进每一套超导控制系统里,但它并非万能。合适的导数权重取决于准确知道非谐性,而且通常还要再叠加一个小的频率修正,来补偿脉冲留下的相位。它换来的是对抗泄漏的速度,而不是对抗所有误差;对邻近量子比特的串扰和不完美的校准,仍然限制着单比特门究竟能做到多快、多干净。