JP2017518629A - ハイブリッド量子回路部品 - Google Patents
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- G06N10/40—Physical realisations or architectures of quantum processors or components for manipulating qubits, e.g. qubit coupling or qubit control
Abstract
Description
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
[付記1] ハイブリッド・キュービット回路部品であって、
回路の2つのノード間の経路上に直列に配置された第1の複数の組のジョセフソン結合と、
互いに並列に配置され、直流超伝導量子干渉デバイス(DC SQUID)を形成する第2の複数の組のジョセフソン結合であって、前記DC SQUIDは、前記第1の複数の組のジョセフソン結合と並列である、前記第2の複数の組のジョセフソン結合と
を備え、
前記ハイブリッド・キュービット回路部品は、前記ハイブリッド・キュービット回路部品が磁束キュービットとして動作する第1の作動領域と、前記ハイブリッド・キュービット回路部品がトランスモン・キュービットとして動作する第2の作動領域との間で遷移するように前記DC SQUIDに供給される磁束に応答的である、ハイブリッド・キュービット回路部品。
[付記2] 前記第1の複数の組のジョセフソン結合の各々及び前記DC SQUIDと並列に実装されるコンデンサを更に備える付記1に記載のハイブリッド・キュービット回路部品。
[付記3] システムであって、
付記2に記載の前記ハイブリッド・キュービット回路部品と、
前記DC SQUIDに磁束を供給するように構成された古典的制御部と
を備えるシステム。
[付記4] ハイブリッド量子回路部品に接続された伝送ライン共振器を更に備える付記3に記載のシステム。
[付記5] 前記古典的制御部は、前記DC SQUIDに誘導的に接続された電流ループに電流を供給するRQLドライバを含む、付記3に記載のシステム。
[付記6] ハイブリッド・キュービット回路部品を任意の状態に準備するための方法であって、
ハイブリッド・キュービットを第1の制御磁束によりトランスモン領域から磁束領域に断熱的に遷移すること、
前記磁束領域に関連するハイブリッド化ギャップを通過する移行速度で第2の制御磁束を急速に遷移すること、
ハイブリッド・キュービットを前記第1の制御磁束により前記磁束領域から前記トランスモン領域に断熱的に遷移することを含む方法。
[付記7] 前記トランスモン領域における複数のエネルギー状態所望の占有率に従ってハイブリッド化ギャップを選択することを含む付記6に記載の方法。
[付記8] ハイブリッド・キュービットを第1の制御磁束によりトランスモン領域から磁束領域に遷移することは、第1の古典的制御部を所望の値に遷移することを含み、方法は更にハイブリッド化ギャップの所望のエネルギーに従って所望の値を選択することを含む付記6に記載の方法。
Claims (22)
- ハイブリッド・キュービット回路部品であって、
回路の2つのノード間の経路上に直列に配置された第1の複数の組のジョセフソン結合と、
互いに並列に配置され、直流超伝導量子干渉デバイス(DC SQUID)を形成する第2の複数の組のジョセフソン結合であって、前記DC SQUIDは、前記第1の複数の組のジョセフソン結合と並列である、前記第2の複数の組のジョセフソン結合と
を備え、
前記ハイブリッド・キュービット回路部品は、前記ハイブリッド・キュービット回路部品が磁束キュービットとして動作する第1の作動領域と、前記ハイブリッド・キュービット回路部品がトランスモン・キュービットとして動作する第2の作動領域との間で遷移するように前記DC SQUIDに供給される磁束に応答的である、ハイブリッド・キュービット回路部品。 - 前記DC SQUIDは、関連する制御回路から供給される磁束に応答して前記DC SQUID内のバイアス電流が誘導的に供給されるようにする少なくとも一つのインダクタを含み、前記DC SQUIDの臨界電流は、供給される磁束に応じたものである、請求項1に記載のハイブリッド・キュービット回路部品。
- キュービット回路部品は、前記DC SQUIDの臨界電流が閾値を上回る場合、磁束キュービットとして動作し、前記DC SQUIDの臨界電流が閾値を下回る場合、トランスモン・キュービットとして動作するように構成されており、キュービット回路部品の動作は、前記DC SQUIDと関連する制御回路により選択可能である、請求項2に記載のハイブリッド・キュービット回路部品。
- 臨界電流に関する閾値は、前記第1の複数の組のジョセフソン結合の臨界電流に応じたものである、請求項3に記載のハイブリッド・キュービット回路部品。
- 前記第1の複数の組のジョセフソン結合の各々及び前記DC SQUIDと並列に実装されるコンデンサを更に備える請求項1に記載のハイブリッド・キュービット回路部品。
- システムであって、
請求項5に記載の前記ハイブリッド・キュービット回路部品と、
前記DC SQUIDに磁束を供給するように構成された古典的制御部と
を備えるシステム。 - ハイブリッド量子回路部品に接続された伝送ライン共振器を更に備える請求項6に記載のシステム。
- 前記古典的制御部は、前記DC SQUIDに誘導的に接続された電流ループに電流を供給するRQLドライバを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記古典的制御部は、第1の古典的制御部であり、磁束は第1の磁束であり、システムは、更に前記ハイブリッド・キュービット回路部品に第2の磁束を供給するように構成された第2の古典的制御部を備える請求項6に記載のシステム。
- 前記第1の古典的制御部及び前記第2の古典的制御部の各々に動作的に接続されたシステム制御部を更に備え、前記システム制御部は、前記第1の磁束及び前記第2の磁束の個々の大きさを制御するように動作する、請求項9に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、ハイブリッド・キュービットを第1の制御磁束によりトランスモン領域から磁束領域に断熱的に遷移し、磁束領域に関連するハイブリッド化ギャップを通過する移行速度で第2の制御磁束を急速に遷移し、ハイブリッド・キュービットを前記第1の制御磁束により前記トランスモン領域から前記磁束領域に断熱的に遷移するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、前記第2の磁束の大きさを対称点に関連する開始値から前記対称点の第1の側における第1の値に遷移し、前記第1の磁束の大きさをトランスモン領域に関連する第2の値から磁束領域に関連する第3の値に断熱的に遷移し、前記第2の磁束の大きさを前記第1の値から前記対称点の第2の側における第4の値に急速に遷移し、第1の磁束の大きさを前記第2の値に断熱的に遷移して戻し、前記第2の磁束の大きさを前記開始値に遷移して戻すように構成されている、請求項11に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、前記トランスモン領域における複数のエネルギー状態の所望の占有率に従ってハイブリッド化ギャップを選択するように構成され、各々のエネルギー状態の占有率は、ハイブリッド化ギャップのエネルギーに対する移行速度の比率に応じたものである、請求項11に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、ハイブリッド・キュービットをトランスモン領域から磁束領域に急速に遷移し、回転の所望の大きさに応じた持続時間を有する期間の間、磁束領域においてハイブリッドを維持し、ハイブリッド・キュービットを前記磁束領域からトランスモン領域に急速に遷移して戻すように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、前記第2の磁束の大きさを対称点に関連する開始値からキュービット位置に関する回転軸に関連する第1の値に遷移し、前記第1の磁束の大きさを前記トランスモン領域に関連する第2の値から前記磁束領域に関連する第3の値に急速に遷移し、前記第1の磁束の大きさを回転の所望の大きさに応じた持続時間を有する期間の間、第3の値に維持し、前記第1の磁束の大きさを前記第2の値に急速に遷移して戻し、前記第2の磁束の大きさを前記開始値に遷移して戻すように構成されている、請求項13に記載のシステム。
- 前記システム制御部は、単一のキュービット回転に関する少なくとも1つの所望の回転軸に従って前記第1の古典的制御部の少なくとも1つの所望の値と、前記第2の古典的制御部の少なくとも1つの所望の値とを選択するように構成されている、請求項14に記載のシステム。
- ハイブリッド・キュービット回路部品を任意の状態に準備するための方法であって、
ハイブリッド・キュービットを第1の制御磁束によりトランスモン領域から磁束領域に断熱的に遷移すること、
前記磁束領域に関連するハイブリッド化ギャップを通過する移行速度で第2の制御磁束を急速に遷移すること、
ハイブリッド・キュービットを前記第1の制御磁束により前記磁束領域から前記トランスモン領域に断熱的に遷移することを含む方法。 - 前記トランスモン領域における複数のエネルギー状態所望の占有率に従ってハイブリッド化ギャップを選択することを含む請求項17に記載の方法。
- ハイブリッド・キュービットを第1の制御磁束によりトランスモン領域から磁束領域に遷移することは、第1の古典的制御部を所望の値に遷移することを含み、方法は更にハイブリッド化ギャップの所望のエネルギーに従って所望の値を選択することを含む請求項17に記載の方法。
- ハイブリッド・キュービット回路部品を用いて単一のキュービット回転を行うための方法であって、
ハイブリッド・キュービットを古典的制御部によりトランスモン領域から磁束領域に急速に遷移すること、
回転の所望の大きさに応じた持続時間を有する期間の間、ハイブリッド・キュービットを磁束領域に維持すること、
ハイブリッド・キュービットを前記古典的制御部により前記磁束領域から前記トランスモン領域に急速に遷移して戻すことを含む方法。 - 前記古典的制御部は、第1の古典的制御部であり、方法は更にハイブリッド・キュービットを前記第1の古典的制御部によりトランスモン領域から磁束領域に急速に遷移する前に第2の古典的制御部を所望の値に設定することを含む請求項20に記載の方法。
- ハイブリッド・キュービットを第1の古典的制御部によりトランスモン領域から磁束領域に急速に遷移することは、第1の古典的制御部を所望の値に遷移することを含み、方法は更に単一のキュービット回転に関する所望の回転軸に従って前記第1の古典的制御部の前記所望の値及び第2の古典的制御部の所望の値を選択することを含む請求項20に記載の方法。
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