团簇态是一种真多体纠缠态（genuine multipartite entangled , GME），可以在有Ising相互作用的量子比特晶格中制备。一维和二维的团簇态都有过实验演示，但三维团簇态在空间中很难构建，将其中一维变成时间、制备时域线性团簇态（time-domain linear cluster state, t-LCS）则可以大大降低复杂度。对于超导体系，目前只在一维链上演示过一维团簇态。

近日，东京理科大学的研究人员通过循环使用其中一个比特，用两个transmon量子比特通过N次循环实现了等价于N+1个比特的t-LCS。循环使用量子比特是通过同时施加作用于第一激发态|e>和第二激发态|f>脉冲，以及量子比特和腔场耦合的|f0>-|g1>跃迁驱动脉冲进行无条件状态复位实现的。其在实验中还通过在最开始进行测量，并丢弃测到初态不是基态的情况，从而减少制备误差。实验中N从3到5变化，直到N=4时保真度59%，并用纠缠表征确认得到的态是GME，N=5则已经不是了。

循环使用比特可以实现比实际可用的物理比特数目更大尺度的纠缠态，这为量子计算资源的有效利用提供了一种新思路。

论文信息：https://arxiv.org/abs/2105.08609