內容：

量子原生門集決定了基本量子操作的精確性，并影響實現量子算法的復雜度，是量子計算硬件性能的基石。傳統的擴展門集方法通常需要利用希爾伯特空間中的不同躍遷，這不僅增加了控制的復雜性，可提供的門集依然有限。在此，我們在實驗上展示了一種統一且功能性高度多樣的門控制方案，能夠在超導量子處理器上僅通過交換相互作用和量子比特驅動生成原生的任意雙量子比特門，實現了最大的表達能力。利用可調耦合架構，我們實現了一系列常用的兩比特酉操作，達到了平均99.37 ± 0.07\%的保真度，并展示了更高效的多體糾纏態的精確制備。為了進一步提升其適用性，我們還展示了高保真度的B門實現，并利用其合成了完整的兩比特門族。我們的研究結果為量子設備實現最佳性能鋪平了道路，將進一步推進量子硬件和算法開發。

人物介紹：

燕飛，本科畢業于南京大學，麻省理工學院博士和博后，曾工作于南方科技大學，現在北京量子信息科學研究院任研究員。國家優秀青年科學基金獲得者。長期致力于超導量子計算研究，聚焦可擴展技術的開發。主要研究興趣包括：量子操控、噪聲與退相干、可擴展架構設計、算法編譯等。