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Volcano architecture for scalable quantum processor units
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AI
DOI：10.1007/s11433-025-2804-2.png)
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摘要
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基于物质体系量子比特阵列（如中性原子、囚禁离子和量子点）的量子信息处理平台，在系统规模增大时面临着可扩展寻址和读出的重大挑战。本文提出了一种名为“Volcano”的架构，该架构建立了一种基于任意排列静态量子比特阵列上的光学通道映射的新型量子处理单元实现方法。为验证Volcano架构的可行性，我们通过采用一种光子芯片进行了原理验证演示，该芯片利用定制设计的三维波导结构，将一维光束阵列转换为与量子比特阵列几何结构匹配的任意二维输出模式。我们演示了49通道系统的并行独立控制，其串扰可忽略且均匀性高。该架构解决了量子处理器规模化扩展的挑战，包括并行量子比特控制的经典链路和高效光子收集的量子链路，并具备与中性原子阵列和囚禁离子晶体互连以及异构量子系统网络化的潜力。
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