量子门操作的高保真度对提高可用的量子电路深度具有重要意义。在超导等多种体系中，量子比特受到1/f噪声影响，频率会随时间漂移。闭环反馈可用用来稳定系统参数，但通常需要连续监测系统，从而会带来退相干。让监测反馈和实际实验交替进行可避免这个问题。

近日，MIT的研究人员用闭环反馈稳定可调transmon的频率波动，每次运行实验前，首先通过重复Ramsey并平均测量得到量子比特频率漂移量，然后根据之前测量的频率-磁通曲线调节磁通偏置的值，使量子比特频率接近目标值，调节量略低于曲线对应的值以减少统计采样噪声的影响，最后进行实验。连续重复这样的过程即可稳定比特频率。采用Ramsey测试和随机基准标定可分别得到退相干时间T2和门操作保真度。他们发现反馈抑制了反馈周期对应频率以下的低频磁通噪声，不同目标频率下反馈对应的T2和Ramsey振荡的稳定性、单比特门保真度都提高了，系统能在磁通噪声敏感的工作点上实现长相干和高保真门操作。

该闭环反馈的方案提高了频率可调型量子比特的相干特性，扩大了量子比特可用频率范围，有助于缓解大规模比特阵列的频率拥挤和寄生耦合问题。

论文信息：https://arxiv.org/abs/2105.01107v1