超强可调耦合器在超导量子电路中有重要应用，例如超强耦合可以加快两比特量子门操作速度，还能实现多比特门操作，而耦合关闭时又能避免串扰问题。在目前已有研究中，这种可调耦合强度最大是在-320MHz到37MHz范围。

近日，日本东京大学的研究人员实现了一种超导谐振腔之间的超强可调耦合器，耦合强度可以在-1086MHz到604MHz之间调节。谐振腔是集总参数的，两个谐振腔通过电感耦合到一个用dc-SQUID代替单结的rf-SQUID上，该rf-SQUID即作为可调耦合器，并且可通过全局或局域的磁通偏置进行调节磁场，从而实现耦合强度的调节。另一种实现强耦合的方式是保持rf-SQUID的单结，但把耦合电感变成约瑟夫森结，此时可调范围为-291MHz到184MHz，没有前者大。由于存在串扰，耦合关断的点和传输消失的点不重合，包含串扰的仿真结果与实验测得的传输和反射特性相符。

该工作中的谐振腔之间可调耦合可用于参量放大、分束器、猫态编码量子计算等领域。这些谐振腔如进一步耦合量子比特，还可以实现总线可调耦合的超导量子处理器或可控多体耦合的量子退火机等。

论文信息：https://arxiv.org/abs/2107.13175