Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Трансмон це тип надпровідного який був розроблений для зниження чутливості до шуму заряду Трансмон розробили en en en та

Трансмон

Трансмон

Трансмон — це тип надпровідного , який був розроблений для зниження чутливості до шуму заряду. Трансмон розробили [en], [en], [en] та їх колеги з Єльського університету в 2007 році. Його назва є абревіатурою терміна англ. transmission line shunted plasma oscillation qubit (кубіт на коливаннях плазми, шунтований лінією передачі); він складається з , «де два надпровідники також є ємнісно шунтованими, щоб зменшити чутливість до шуму заряду, зберігаючи при цьому достатню негармонійність для селективного керування кубітом».

image
Пристрій, що складається з 4 трасмонних кубітів, 4 квантових шин, 4 резонаторів зчитування, створений IBM та опублікований у npj Quantum Information у січні 2017.

Трансмон досягає своєї зниженої чутливості до шуму заряду, значно збільшуючи відношення енергії Джозефсона до енергії заряджання. Це досягається за допомогою використання великого шунтуючого конденсатора. Результатом є відстані між рівнями енергії, які приблизно не залежать від зміщеного заряду. Планарні трансмонні кубіти на мікросхемі мають [en] ~ 30 мкс до 40 мкс. Нещодавня робота над трансмоновими кубітами показала істотне поліпшення завдяки заміні надпровідної резонаторної лінії передачі тривимірним надпровідниковим резонатором, до часу T1 = 95 мкс. Ці результати демонструють, що попередній час T1 не був обмежений втратами у джозефсонівському переході. Розуміння фундаментальних обмежень часу когерентності в [en], таких як трансмон, є сферою активних досліджень.

Порівняння з коробкою з куперівськими парами

image
Схематична діаграма енергетичних рівнів від зарядового кубіта (вверху, image) до трансмона (bottom, image), показані перші три енергетичні рівні (image), як функція середнього числа image куперівських пар через перехід, нормалізований до зазору між основним і першим збудженим станом. Зарядовий кубіт (зверху) зазвичай працює в «солодкій точці» image, де коливання image викликають менший зсув енергії, а ангармонійність максимальна. Рівень енергії трансмона (знизу) нечутливий до коливань image, але ангармонічність знижується

Конструкція трансмона схожа на першу конструкцію коробки з куперівськими парами, обидва описуються одним і тим же гамільтоніаном, з тією лише різницею, що збільшення коефіцієнта image досягається шунтуванням джозефсонівського переходу додатковим великим конденсатором. Тут image — це енергія джозефсонівського переходу, а image — енергія заряду обернено пропорційна загальній ємності кубітового ланцюга. Перевагою збільшення співвідношення image є нечутливість до шуму заряду — рівні енергії стають незалежними від електричного заряду, який тече через перехід, отже, час когерентності кубітів тривалий. Недоліком є ​​зменшення ангармонічності image, де image — енергія стану image. Знижена ангармонічність ускладнює роботу пристрою як дворівневої системи, наприклад при збудженні пристрою з основного стану в перший збуджений стан резонансним імпульсом, також заповнюється другий збуджений стан. Це ускладнення долається складною конструкцією мікрохвильового імпульсу, яка враховує вищі рівні енергії, і забороняє їх збудження руйнівними перешкодами.

Вимірювання, контроль і зв'язок трансмонів виконується за допомогою мікрохвильових резонаторів з методами [en], також застосовними до інших надпровідних кубітів. Зв'язок з резонаторами здійснюється шляхом встановлення конденсатора між кубітом і резонатором у точці, де електромагнітне поле резонатора найбільше. Наприклад, в пристроях IBM Quantum Experience резонатори реалізовані з чвертьхвильового стрічкового хвилеводу з максимальним полем сигналу на замиканні сигналу на кінці хвилеводу, отже кожен трансмонний кубіт IBM має довгий резонаторний «хвіст». Початкова пропозиція включала подібні резонаторні лінії передачі, з'єднані з кожним трансмоном, що стало частиною назви. Однак зарядові кубіти, що працювали в подібному режимі image, поєднані з різними типами мікрохвильових резонаторів, також називаються трансмонами.

Див. також

Примітки

  1. J. Koch et al., "Charge-insensitive qubit design derived from the Cooper pair box, " Phys. Rev. A 76, 042319 (2007), DOI:10.1103/PhysRevA.76.042319, arXiv:cond-mat/0703002
  2. J.A. Schreier et al., "Suppressing charge noise decoherence in superconducting charge qubits, " Phys. Rev. B 77, 180502 (2008), DOI:10.1103/PhysRevB.77.180502, arXiv:0712.3581
  3. Fink, Johannes M. (2010). Quantum Nonlinearities in Strong Coupling Circuit QED (Ph.D.). ETH Zurich.
  4. J. M. Gambetta, and M. Steffen, «Building logical qubits in a superconducting quantum computing system», npj Quantum Information 3, 2 (2017), DOI:10.1038/s41534-016-0004-0
  5. R. Barends et al., "Coherent Josephson Qubit Suitable for Scalable Quantum Integrated Circuits, " Phys. Rev. Lett., 111, (2013), DOI:10.1103/PhysRevLett.111.080502, arXiv:1304:2322
  6. H. Paik et al., "Observation of high coherence in Josephson junction qubits measured in a three-dimensional circuit QED architecture, " Phys. Rev. Lett. 107, 240501 (2011), DOI:10.1103/PhysRevLett.107.240501, arXiv:1105.4652
  7. C. Rigetti et al., "Superconducting qubit in waveguide cavity with coherence time approaching 0.1 ms, " Phys. Rev. B 86, 100506(R) (2012), DOI:10.1103/PhysRevB.86.100506, arXiv:1202.5533
  8. Bouchiat, V.; Vion, D.; Joyez, P.; Esteve, D.; Devoret, M. H. (1998). Quantum coherence with a single Cooper pair. Physica Scripta (англ.). 1998 (T76): 165. doi:10.1238/Physica.Topical.076a00165. ISSN 1402-4896.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Transmon ce tip nadprovidnogo yakij buv rozroblenij dlya znizhennya chutlivosti do shumu zaryadu Transmon rozrobili en en en ta yih kolegi z Yelskogo universitetu v 2007 roci Jogo nazva ye abreviaturoyu termina angl transmission line shunted plasma oscillation qubit kubit na kolivannyah plazmi shuntovanij liniyeyu peredachi vin skladayetsya z de dva nadprovidniki takozh ye yemnisno shuntovanimi shob zmenshiti chutlivist do shumu zaryadu zberigayuchi pri comu dostatnyu negarmonijnist dlya selektivnogo keruvannya kubitom Pristrij sho skladayetsya z 4 trasmonnih kubitiv 4 kvantovih shin 4 rezonatoriv zchituvannya stvorenij IBM ta opublikovanij u npj Quantum Information u sichni 2017 Transmon dosyagaye svoyeyi znizhenoyi chutlivosti do shumu zaryadu znachno zbilshuyuchi vidnoshennya energiyi Dzhozefsona do energiyi zaryadzhannya Ce dosyagayetsya za dopomogoyu vikoristannya velikogo shuntuyuchogo kondensatora Rezultatom ye vidstani mizh rivnyami energiyi yaki priblizno ne zalezhat vid zmishenogo zaryadu Planarni transmonni kubiti na mikroshemi mayut en 30 mks do 40 mks Neshodavnya robota nad transmonovimi kubitami pokazala istotne polipshennya zavdyaki zamini nadprovidnoyi rezonatornoyi liniyi peredachi trivimirnim nadprovidnikovim rezonatorom do chasu T1 95 mks Ci rezultati demonstruyut sho poperednij chas T1 ne buv obmezhenij vtratami u dzhozefsonivskomu perehodi Rozuminnya fundamentalnih obmezhen chasu kogerentnosti v en takih yak transmon ye sferoyu aktivnih doslidzhen Porivnyannya z korobkoyu z kuperivskimi paramiShematichna diagrama energetichnih rivniv vid zaryadovogo kubita vverhu E J E C 1 displaystyle E rm J E rm C 1 do transmona bottom E J E C 50 displaystyle E rm J E rm C 50 pokazani pershi tri energetichni rivni m 0 1 2 displaystyle m 0 1 2 yak funkciya serednogo chisla n g displaystyle n g kuperivskih par cherez perehid normalizovanij do zazoru mizh osnovnim i pershim zbudzhenim stanom Zaryadovij kubit zverhu zazvichaj pracyuye v solodkij tochci n g 0 5 displaystyle n g 0 5 de kolivannya n g displaystyle n g viklikayut menshij zsuv energiyi a angarmonijnist maksimalna Riven energiyi transmona znizu nechutlivij do kolivan n g displaystyle n g ale angarmonichnist znizhuyetsya Konstrukciya transmona shozha na pershu konstrukciyu korobki z kuperivskimi parami obidva opisuyutsya odnim i tim zhe gamiltonianom z tiyeyu lishe rizniceyu sho zbilshennya koeficiyenta E J E C displaystyle E rm J E rm C dosyagayetsya shuntuvannyam dzhozefsonivskogo perehodu dodatkovim velikim kondensatorom Tut E J displaystyle E rm J ce energiya dzhozefsonivskogo perehodu a E C displaystyle E rm C energiya zaryadu oberneno proporcijna zagalnij yemnosti kubitovogo lancyuga Perevagoyu zbilshennya spivvidnoshennya E J E C displaystyle E rm J E rm C ye nechutlivist do shumu zaryadu rivni energiyi stayut nezalezhnimi vid elektrichnogo zaryadu yakij teche cherez perehid otzhe chas kogerentnosti kubitiv trivalij Nedolikom ye zmenshennya angarmonichnosti E 2 E 1 E 1 E 0 E 1 E 0 displaystyle frac E 2 E 1 E 1 E 0 E 1 E 0 de E i displaystyle E i energiya stanu i displaystyle i rangle Znizhena angarmonichnist uskladnyuye robotu pristroyu yak dvorivnevoyi sistemi napriklad pri zbudzhenni pristroyu z osnovnogo stanu v pershij zbudzhenij stan rezonansnim impulsom takozh zapovnyuyetsya drugij zbudzhenij stan Ce uskladnennya dolayetsya skladnoyu konstrukciyeyu mikrohvilovogo impulsu yaka vrahovuye vishi rivni energiyi i zaboronyaye yih zbudzhennya rujnivnimi pereshkodami Vimiryuvannya kontrol i zv yazok transmoniv vikonuyetsya za dopomogoyu mikrohvilovih rezonatoriv z metodami en takozh zastosovnimi do inshih nadprovidnih kubitiv Zv yazok z rezonatorami zdijsnyuyetsya shlyahom vstanovlennya kondensatora mizh kubitom i rezonatorom u tochci de elektromagnitne pole rezonatora najbilshe Napriklad v pristroyah IBM Quantum Experience rezonatori realizovani z chverthvilovogo strichkovogo hvilevodu z maksimalnim polem signalu na zamikanni signalu na kinci hvilevodu otzhe kozhen transmonnij kubit IBM maye dovgij rezonatornij hvist Pochatkova propoziciya vklyuchala podibni rezonatorni liniyi peredachi z yednani z kozhnim transmonom sho stalo chastinoyu nazvi Odnak zaryadovi kubiti sho pracyuvali v podibnomu rezhimi E J E C displaystyle E rm J E rm C poyednani z riznimi tipami mikrohvilovih rezonatoriv takozh nazivayutsya transmonami Div takozh en Angarmonichnist en cQED Refrizherator rozchinennya en Kvantovij oscilyator en PrimitkiJ Koch et al Charge insensitive qubit design derived from the Cooper pair box Phys Rev A 76 042319 2007 DOI 10 1103 PhysRevA 76 042319 arXiv cond mat 0703002 J A Schreier et al Suppressing charge noise decoherence in superconducting charge qubits Phys Rev B 77 180502 2008 DOI 10 1103 PhysRevB 77 180502 arXiv 0712 3581 Fink Johannes M 2010 Quantum Nonlinearities in Strong Coupling Circuit QED Ph D ETH Zurich J M Gambetta and M Steffen Building logical qubits in a superconducting quantum computing system npj Quantum Information 3 2 2017 DOI 10 1038 s41534 016 0004 0 R Barends et al Coherent Josephson Qubit Suitable for Scalable Quantum Integrated Circuits Phys Rev Lett 111 2013 DOI 10 1103 PhysRevLett 111 080502 arXiv 1304 2322 H Paik et al Observation of high coherence in Josephson junction qubits measured in a three dimensional circuit QED architecture Phys Rev Lett 107 240501 2011 DOI 10 1103 PhysRevLett 107 240501 arXiv 1105 4652 C Rigetti et al Superconducting qubit in waveguide cavity with coherence time approaching 0 1 ms Phys Rev B 86 100506 R 2012 DOI 10 1103 PhysRevB 86 100506 arXiv 1202 5533 Bouchiat V Vion D Joyez P Esteve D Devoret M H 1998 Quantum coherence with a single Cooper pair Physica Scripta angl 1998 T76 165 doi 10 1238 Physica Topical 076a00165 ISSN 1402 4896

Дата публікації:
Топ