transmonキュービットとXmonキュービットの違いは何ですか?


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TransmonとXMON量子ビットは、超伝導の2種類があり、電荷量子ビット、多くの場合、量子デバイスを超伝導に使用しているようです。しかし、それらの間の直接的な比較を簡単に見つけることができませんでした。Xmonアーキテクチャ(1304.2322)は、トランスモンキュービットの代替としてMartinisのグループによって導入されたようです。したがって、少なくともいくつかの点で前のアーキテクチャの方が優れていると思います。一方、IBMのデバイスはtransmonキュービットを使用しているようです(cond-mat / 0703002および0712.3581が関連参照のようです)。

実用的な観点から、この2つの主な違いは何ですか(言い換えれば、一方が他方を好むタイミングと理由)。

回答:


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トランスモンは、並列のジョセフソン接合とコンデンサーです。もともと、トランスモンは差動回路でした。つまり、同じチップ上の2つのトランスモンは、電気的に接続されていませんでした。言い換えれば、トランスモンはグラウンド基準を共有していませんでした。さらに、初期の頃は、トランスモンはほとんど常に高調波共振器の中央に埋め込まれていました。多くの場合「バス共振器」と呼ばれる共振器は、複数のキュービットを結合するために使用されました。つまり、同じ共振器に埋め込まれたキュービットは互いに結合できます。

xmonとの重要な違いは

  1. xmonは接地されました。チップ上の各xmonは、公称固定電圧で共通の接地面に接続します。

  2. xmonは共振器に組み込まれていません。共振器を介して結合する代わりに、各xmonは直接静電容量を介して各隣接素子に結合します。

今日、いくつかの研究グループはバス共振器なしでキュービットを構築し、それらを「トランスモン」と呼んでいます。


さらに多くを書くことができます。誰かがtransmonとxmonの違いの特定の側面についての詳細を求めるコメントを残した場合、私はもっと書きます。

名前の歴史

Rob Schoelkopfは、「Quantum Machines」のLes Houchesサマースクールにいたとき、「transmon」という名前の由来を教えてくれました。電荷キュービットは、低周波のノイズの多い電荷の変動に悩まされており、位相がずれる。この問題を回避するために、Schoelkopf教授は、少しの伝送ラインでジャンクションをシャントすることを考えました。ラインはDCでの短絡回路であり、低周波電荷を均等化できますが、キュービットの共振周波数では高インピーダンスになり、共振を維持できます。送電線とジャンクションプラスモンモードの組み合わせは、「トランスモン」という名前につながります。

最終的に、コンデンサは伝送ラインよりも単純であり、伝送ラインと同等の目的を果たしたため、巻き込まれたキュービットはジャンクションと並列のコンデンサであることが判明しました。ただし、「transmon」という名前は既に付いていました(または、「capmon」はあまりよく聞こえませんでした)。


あるものが他のものに比べてどのような利点があるか、一言言っていただけますか?それぞれが特定のアプリケーションにより適しているのは問題ですか?
glS

@glS編集済みの回答を見るとわかるように、「xmon」と「transmon」の区別が明確に定義されていない場合があるため、答えるのは困難です。
ダニエルサンク

@DanielSank差動トランスモンとそうでないトランスモンの違いについてコメントできますか?一方が他方よりも優れている可能性はありますか?つまり、バスを介して他のキュービットに結合しないというxmonの側面を無視し、リザーバーに結合されたアイランド(ジャンクション)と2つの結合されたアイランドを使用した場合のキュービット自体の違いだけですか?
user129412

なぜなら、差動クーパーペアボックスは相関電荷ノイズの影響を受けないことを思い出しているようですが(ただし、トランスモンは電荷ノイズをそれほど気にしません)、非平衡QPが存在する大きなリザーバーを取り除くために島でより頻繁に生成(しかし、島はまだ毒されているとして、無駄にように見えたことに加え、transmon島は、そのすべてを思われないという一般的なようでCPBの島よりもはるかに大きいです関連)
user129412

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EJ>>Ec

T140 μs

実際には、Xmonの同じ利点のいくつかを提供する他の多くのtransmonデザインがあります。したがって、「transmon vs. Xmon」は一般的な質問ではありません。最高の寿命とおそらく調整可能性を備えた設計を採用してください。

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