JP2022520414A - 電流デバイス読み出しシステム - Google Patents

Abstract

電流デバイス読み出しシステムおよび電流デバイスの電流状態を読み出す方法が提供される。システムは、磁束量子ビットとして構成されている電流デバイス（１２）の電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器（１６）を含む。チューナブル共振器は、所定の周波数を有するトーン信号を給電線（２０）から受信して電流デバイスの電流状態を決定するように構成され得る。システムはさらに、チューナブル共振器と電流デバイスとを誘導相互接続する分離デバイス（１８）を含む。分離デバイスは量子磁束パラメトロンとして構成されており、第１の状態で電流デバイスを分離し、第２の状態で電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように調整可能とされ得る。

Description

本開示は、概して量子および古典的コンピューティングシステムに関し、より具体的には電流デバイス読み出しシステムに関する。この出願は、２０１９年２月１５日に出願された米国特許出願第１６／２７７，５６０に基づく優先権を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。

回路量子電磁力学（ｃＱＥＤ）に基づく量子コンピュータアーキテクチャでは、複数の量子ビット読み出し共振器を単一の伝送線路に多重化することが一般的に行われている。読み出し動作は、一定の相互インダクタンスまたは一定のコンデンサを介してわずかに異なる共振周波数を有する各量子ビット読み出し共振器を伝送線路に結合することによって行われ、典型的な結合Ｑは数千のオーダーである。読み出し時間を短縮するには、通常より強い結合が望ましいが、回路のデコヒーレンスが高くなるため、回路が計算に使用可能な時間が制限される。量子ビットの読み出し忠実度は、共振器を介した伝送線路への量子ビットエネルギー緩和によって部分的に制限される。また、量子ビットの論理および／または記憶動作中には量子ビットを送信から分離することが望ましい。現在の技術は、単一の５０オーム伝送線路との間で量子ビット読み出し共振器を強結合および／または分離する点において課題がある。

一実施例は、電流デバイス読み出しシステムを含む。当該システムは、電流デバイスの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器を含む。前記チューナブル共振器は、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して前記電流デバイスの電流状態を決定するように構成され得る。システムはさらに、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導相互接続する分離デバイスを含む。前記分離デバイスは、第１の状態で前記電流デバイスを分離し、第２の状態で前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように調整可能とされ得る。

別の実施例は、電流デバイスの電流状態を読み出す方法を含む。当該方法は、チューナブル共振器と電流デバイスとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）に第１のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第１のＱＦＰ状態に設定することにより、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導分離することを含む。前記電流デバイスは、第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに対応する電流状態を有し得る。当該方法はさらに、前記ＱＦＰに第２のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第２のＱＦＰ状態に設定することにより、前記電流デバイスの電流状態に関連付けられた前記チューナブル共振器の共振周波数を設定することを含む。当該方法はさらに、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から前記チューナブル共振器に供給することを含む。当該方法はさらに、前記電流デバイスの電流状態を決定するために前記トーン信号の供給に応答して前記給電線を監視することを含む。

別の実施例は、電流デバイス読み出しシステムを含む。当該システムは、磁束量子ビットの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器を含む。前記チューナブル共振器は、前記磁束量子ビットの電流状態を決定するために、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信するように構成され得る。当該システムはさらに、前記チューナブル共振器と前記磁束量子ビットとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）を含む。前記ＱＦＰは、第１のＱＦＰ状態において前記磁束量子ビットと前記チューナブル共振器とを誘導分離し、第２のＱＦＰ状態において前記電流デバイスの電流状態を増幅して前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように調整可能とされ得る。

電流デバイス読み出しシステムの一例を示す図。 磁束量子ビット読み出しシステムの例示的な回路図。 電流デバイス読み出しシステムの別の例を示す図。 電流デバイス読み出しシステムのさらに別の例を示す図。 電流デバイス読み出しシステムのさらなる他の例を示す図。 電流デバイスの電流状態を読み取る方法の一例を示す図。

本開示は、概して量子および古典的コンピューティングシステムに関し、より具体的には電流デバイス読み出しシステムに関する。電流デバイス読み出しシステムは、チューナブル共振器と、１つまたは複数の分離デバイスとを含む。チューナブル共振器は給電線に結合可能であり、読み出し対象の電流デバイスの電流状態に関連付けられた共振周波数を有し得る。例えば、電流デバイスの読み出し中、チューナブル共振器の共振周波数は、電流デバイスの第１の電流状態に基づく第１の共振周波数を有し得るとともに、電流デバイスの第２の電流状態に基づく第２の共振周波数を有し得る。したがって、チューナブル共振器は、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して電流デバイスの電流状態を決定するように構成され得る。例えば、トーン信号がチューナブル共振器の共振周波数とオンレゾナンス（on-resonance）であるかオフレゾナンス（off-resonance）であるかに基づいて、給電線がトーン信号の適用に対する周波数応答について監視され得る。

電流デバイス読み出しシステムはさらに、チューナブル共振器と電流デバイスとに誘導結合された分離デバイスを含む。例えば、分離デバイスは、量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）として構成され得る。電流デバイスは、磁束量子ビットとして構成され得るが、電流デバイス読み出しシステムにより読み出される記憶状態に対応する方向に電流を伝導する種々のヒステリシスデバイスのいずれかに対応し得るものであってもよい。分離デバイスは、第１の状態において電流デバイスをチューナブル共振器から分離し、第２の状態において電流デバイスの電流状態を増幅してその電流状態をチューナブル共振器に与えることでチューナブル共振器の共振周波数を設定するべく（例えば、磁束を介して）調整されるように構成されている。したがって、第２の状態において、チューナブル共振器は、トーン信号に応答して電流状態の読み出しを可能にするために、その電流状態を示す共振周波数を有し得る。

図１は、電流デバイス読み出しシステム１０の一例を示している。電流デバイス読み出しシステム１０は、多数の量子および古典的なコンピュータアーキテクチャで実装され得る。例えば、電流デバイス読み出しシステム１０は、量子論理システムにおいてデータ読み出しをもたらすように実装され得る。電流デバイス読み出しシステム１０は、電流デバイス読み出しシステム１０に誘導結合される（点線１４により示されている）電流デバイス１２の電流状態を読み出すように構成されている。本明細書に記載される「電流状態」という用語は、電流デバイス１２の導電要素を流れる電流の方向を指す。図１の例では、電流デバイス１２は信号「ＳＥＴ」を介して調整可能であり、電流デバイス１２は、信号ＳＥＴに応答して電流状態を維持するヒステリシスを有している。例えば、電流デバイス１２は、その電流状態が磁束量子ビットの磁束状態に対応するように、磁束量子ビットとして構成され得る。しかしながら、代替的に、電流デバイス１２は、電流デバイス読み出しシステム１０により読み出される記憶状態に対応する方向に電流を伝導する種々のヒステリシスデバイスのいずれかに対応し得るものであってもよいことが理解され得る。

電流デバイス読み出しシステム１０は、チューナブル共振器１６および分離デバイス１８を含む。チューナブル共振器１６は、図１の例においては、所定の周波数を有するトーン信号ＦＬを提供するように構成された給電線２０に結合されているものとして示されている。本明細書でより詳細に説明されるように、チューナブル共振器１６は、電流デバイス１２の電流状態に関連付けられた共振周波数を有し得る。例えば、電流デバイス１２の読み出し中に、チューナブル共振器１６の共振周波数は、電流デバイス１２の第１の電流状態（例えば、第１の電流方向）に基づく第１の共振周波数を有し得るとともに、電流デバイス１２の第２の電流状態（例えば、第２の電流方向）に基づく第２の共振周波数を有し得る。したがって、チューナブル共振器１６は、電流デバイス１２の読み出し中に給電線２０からトーン信号ＦＬを受信して電流デバイス１２の電流状態を決定し得る。例えば、トーン信号ＦＬがチューナブル共振器１６の共振周波数とオンレゾナンスであるかオフレゾナンスであるかに基づいて、給電線２０がトーン信号ＦＬの適用に対する周波数応答について（例えば、図１の例では示されていない監視回路により）監視され得る。

分離デバイス１８は、チューナブル共振器１６および電流デバイス１２にそれぞれ点線２２および点線１４を介して誘導結合されるものとして示されている。例えば、分離デバイス１８は、量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）として構成され得る。図１の例では、分離デバイス１８は、分離デバイス１８を第１の状態または第２の状態のいずれかに設定するべく信号ＴＮにより調整されるように構成されている。一例として、信号ＴＮは、第１の状態に対応する約Φ_０／２の安定磁束および第２の状態に対応する約Φ_０の安定磁束のうちの１つなどのように、分離デバイス１８に誘導結合されて分離デバイス１８に磁束を誘導する磁束信号であり得る。例えば、分離デバイス１８は、第１の状態において、チューナブル共振器１６に関連付けられた磁束が電流デバイス１２に影響を与えることなどを防ぐために、電流デバイス１２をチューナブル共振器１６から分離するように構成され得る。別の例として、第２の状態では、分離デバイス１８は、電流デバイス１２の電流状態を増幅してその電流状態をチューナブル共振器１６に与えることによりチューナブル共振器１６の共振周波数を設定するように構成され得る。したがって、第２の状態では、チューナブル共振器１６は、トーン信号ＦＬに応答して電流デバイス１２の電流状態の読み出しを可能とするべく、その電流状態を示す共振周波数を有し得る。

したがって、このような電流デバイス読み出しシステム１０の配置に基づいて、分離デバイス１８の第１の状態でチューナブル共振器１６からの電流デバイス１２の安定した分離を可能とし、分離デバイス１８の第２の状態でチューナブル共振器１６への電流デバイス１２の状態の安定した結合を可能としつつ、電流デバイス１２の電流状態を読み出すことができる。また、誘導的に介在する分離デバイス１８を提供することにより、電流デバイス読み出しシステム１０は、周囲環境の考慮事項（例えば、スプリアス磁束源）に関して、電流デバイス１２の電流状態に関連するデコヒーレンスを実質的に軽減することができる。したがって、電流デバイス読み出しシステム１０は、チューナブル共振器を関連する電流デバイスに直接結合する読み出しシステムと比較して、改善された読み出し動作を提供することができる。

図２は、磁束量子ビット読み出しシステム５０の例示的な回路図を示している。磁束量子ビット読み出しシステム５０は、多数の量子および古典的なコンピュータアーキテクチャで実装され得る。一例として、磁束量子ビット読み出しシステム５０は、図１の例における電流デバイス読み出しシステム１０に対応し得る。したがって、以下の図２の例の説明においては、図１の例を参照する。

磁束量子ビット読み出しシステム５０は、チューナブル共振器５２と、ＱＦＰ５４とを含む。ＱＦＰ５４は、磁束量子ビット５６に誘導結合されるものとして示されており、磁束量子ビット読み出しシステム５０は、磁束量子ビット５６の循環電流方向に対応する磁束状態を読み取るように構成されている。したがって、ＱＦＰ５４は、図１の例における分離デバイス１８に対応し得るものであり、磁束量子ビット５６は、図１の例における電流デバイス１２に対応し得るものであり、磁束量子ビット５６の磁束状態は、電流デバイス１２の電流状態に対応する。磁束量子ビット５６は、図２の例においては、インダクタＬ_１と、インダクタＬ_２と、直列に配置された一対のジョセフソン接合Ｊ_１，Ｊ_２と、一対の並列なジョセフソン接合Ｊ_３，Ｊ_４を含む複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）５８から形成されたＤＣ超伝導量子干渉デバイス（squid）と、インダクタＬ_３とを含むものとして示されている。図２の例では、磁束量子ビット５６は、循環電流方向に基づく磁束状態を維持するヒステリシスを有するように（例えば、図２の例では示されていない信号ＳＥＴにより）調整可能である。

図２の例では、チューナブル共振器５２は、コンデンサＣ_１を介して給電線６０に結合されているものとして示されている。給電線６０は、上記のように所定の周波数を有するトーン信号ＦＬを供給するように構成されている。コンデンサＣ_１は、チューナブル共振器５２へのトーン信号ＦＬの安定した容量結合をもたらし、磁束量子ビット５６の状態の迅速な読み出しを可能とするように構成されている。チューナブル共振器５２は、ジョセフソン接合Ｊ_５とインダクタＬ_４とを含むものとして示されている。チューナブル共振器５２は、磁束量子ビット５６の読み出し中に磁束量子ビット５６の電流状態に関連付けられた共振周波数を有するように構成され得る。図２の例では、チューナブル共振器５２は、インダクタＬ_５を介して誘導的に供給される静的磁束Φ_RESにより調整される。したがって、静的磁束Φ_RESは、磁束量子ビット５６の２つの磁束状態の間でチューナブル共振器５２の大きな周波数差をもたらすようにチューナブル共振器５２の共振状態を提供し得る。

例えば、磁束量子ビット５６の読み出し中、チューナブル共振器５２の共振周波数は、磁束量子ビット５６の第１の磁束状態に基づいて第１の共振周波数を有し得るとともに、磁束量子ビット５６の第２の磁束状態に基づいて第２の共振周波数を有し得る。ここで、第１および第２の磁束状態は、静的磁束Φ_RESに応答して大きな周波数差を有する。したがって、磁束量子ビット５６の状態の読み出し中に給電線６０からトーン信号ＦＬが供給されると、トーン信号ＦＬは、チューナブル共振器５２の共振周波数とオンレゾナンス（例えば、第１の磁束状態にある）またはチューナブル共振器５２の共振周波数とオフレゾナンス（例えば、第２の磁束状態にある）のいずれかとなり得る。したがって、トーン信号ＦＬがチューナブル共振器５２の共振周波数とオンレゾナンスであるかオフレゾナンスであるかに基づいて、給電線６０がトーン信号ＦＬの適用に対する周波数応答について（例えば、図２の例では示されていない監視回路により）監視され得る。

図２の例では、ＱＦＰ５４は、無線周波数（ＲＦ）超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）として示されており、インダクタＬ_６と、インダクタＬ_７と、インダクタＬ_８と、一対の並列なジョセフソン接合Ｊ_６，Ｊ_７を含むＣＪＪ６２から形成されたＤＣ超伝導量子干渉デバイス（squid）とを含む。ＱＦＰ５４は、インダクタＬ_６とチューナブル共振器５２のインダクタＬ_４との誘導結合により、チューナブル共振器５２に誘導結合されている。同様に、ＱＦＰ５４は、インダクタＬ_８と磁束量子ビット５６のインダクタＬ_１との誘導結合により、磁束量子ビット５６に誘導結合されている。図２の例では、ＱＦＰ５４は、インダクタＬ_９およびインダクタＬ_１０を介してそれぞれ提供される第１の磁束信号ＴＮ_１および第２の磁束信号ＴＮ_２により調整可能である。インダクタＬ_１０は、ＣＪＪ６２に誘導結合され、ジョセフソン接合Ｊ_６，Ｊ_７の実効臨界電流を調整することで、ＱＦＰ５４を第１のＱＦＰ状態または第２のＱＦＰ状態のいずれかに設定する。インダクタＬ_９は、インダクタＬ_７に誘導結合され、ＱＦＰ５４にバイアスを印加して磁束量子ビット５６の磁束状態の増幅を可能にする閾値を設定し、磁束量子ビット５６の第１の磁束状態に対応する第１の方向、および磁束量子ビット５６の第２の磁束状態に対応する第２の方向にＱＦＰ５４を流れる磁束量子ビット５６の循環電流をコピーして確実に記憶する。

したがって、磁束信号ＴＮ_１は、第１のＱＦＰ状態に対応する約Φ_０／２の安定磁束および第２のＱＦＰ状態に対応する約Φ_０の安定磁束のうちの１つなどの磁束をＱＦＰ５４に供給し得る。例えば、磁束信号ＴＮ_１は、第１のＱＦＰ状態でＱＦＰ５４に約Φ_０／２の磁束を誘導してチューナブル共振器５２から磁束量子ビット５６を分離することにより、チューナブル共振器５２に関連する磁束が磁束量子ビット５６に影響を与えることなどを防止することができる。別の例として、磁束信号ＴＮ_１は、ＱＦＰ５４の磁束を第２のＱＦＰ状態に対応する約Φ_０の磁束まで断熱的に増加させ得る。第２のＱＦＰ状態において、ＱＦＰ５４は、ＱＦＰ５４に同じ磁束状態を供給するように磁束量子ビット５６の磁束状態を増幅し、これによりＱＦＰ５４からの磁束状態をチューナブル共振器５２に与え得る。磁束状態がチューナブル共振器５２に与えられる結果として、チューナブル共振器５２の共振周波数は、上述のように、第１および第２の共振周波数のうちの１つとして設定され得る。したがって、第２のＱＦＰ状態において、チューナブル共振器５２は、トーン信号ＦＬに応答して磁束量子ビット５６の磁束状態の読み出しを可能とするべく、磁束量子ビット５６の磁束状態を示す共振周波数を有し得る。

上述のように、ＱＦＰ５４の第２のＱＦＰ状態において、ＱＦＰ５４は磁束量子ビット５６の磁束状態を増幅し、その時点における量子ビット５６の磁束状態はＱＦＰ５４に記憶されてチューナブル共振器５２に与えられる。さらに、ＱＦＰ５４の第２のＱＦＰ状態の間、磁束量子ビット５６の磁束状態はＱＦＰ５４内に確実に維持される。したがって、ＱＦＰ５４内に磁束状態が確実に記憶されていることにより、磁束量子ビット５６に影響を与える可能性のあるスプリアスノイズ源は、チューナブル共振器５２による磁束量子ビット５４の読み出しに影響を及ぼさない。結果として、磁束状態がＱＦＰ５４に記憶されることにより、磁束量子ビット５６は、チューナブル共振器５２がアクティブとされたとき、記憶された磁束状態を維持する必要がない。換言すれば、ＱＦＰ５４が約Φ_０の安定磁束の断熱的増加により第２のＱＦＰ状態に切り替えられた後、磁束状態がチューナブル共振器５２によって読み出されるとき、磁束状態は磁束量子ビット５６からではなくＱＦＰ５４からチューナブル共振器５２によって読み出される。したがって、磁束量子ビット５６の磁束状態の変化は、ＱＦＰ５４の第２のＱＦＰ状態における磁束状態の読み出しに影響を及ぼさない。

ＱＦＰ５４の動作例について以下に説明する。例えば、ＱＦＰ５４は、次式で記述される相互インダクタンスパラメータβ_Ｌを有し得る。

ここで、Ｉ₀ ^qfpはジョセフソン接合Ｊ_６，Ｊ_７の臨界電流であり、Ｌ_qfpは、ＱＦＰ５４のループ内のすべての幾何学的インダクタンスの合計であり、Φ_α ^qfpは、磁束信号ＴＮ_１によって印加される磁束である。

ＱＦＰ５４の潜在的に安定した磁束状態の数ｎΦは、ｎΦ＝１＋β_Ｌで表すことができるため、β_Ｌ＞１になると、ＱＦＰ５４は、ＱＦＰ５４の第１および第２の磁束状態にそれぞれ対応する２つの循環電流状態のいずれかとなり得る。上記のように、ＱＦＰ５４は最初に、β_Ｌに比例する実効臨界電流が０となるように磁束信号ＴＮ_１により調整されてΦ_α ^qfp＝Φ_０／２を設定し、これにより、ほぼゼロの相互インダクタンスに基づいて磁束量子ビット５６をチューナブル共振器５２から分離する。磁束量子ビット５６の読み出しを行うには、ＱＦＰ５４は、Φ_α ^qfpを断熱的に増加させるように磁束信号ＴＮ_１により調整され、ＱＦＰ５４が磁束量子ビット５６から検出した磁束に基づいて、磁束量子ビット５６の循環電流状態をエミュレートし得る。

また、β_Ｌに比例する調整可能な臨界電流を有することにより、ＱＦＰ５４の磁化率χも調整可能となる。したがって、ＱＦＰ５４は、磁束量子ビット５６と別の読み出し回路との間の調整可能な相互インダクタンスを提供することができる。この調整可能な相互インダクタンスは、Ｍ_eff＝Ｍ_qu,qfpＭ_qfp,roχによって記述され、ここで、Ｍ_a,bは、要素ａ，ｂ間の相互インダクタンスであり、χは、ＱＦＰ５４の磁化率である。一例として、ＱＦＰ５４の磁化率は、次式で記述することができる。

一例として、Φ_α ^qfp＝Φ_０／２、χ＝０、したがってＭ_eff＝０のアイドル点の場合、磁束量子ビット５６は、ＱＦＰ５４に結合され得る他のノイズ回路から誘導分離され、これにより、磁束量子ビット５６を周囲環境条件（例えば、スプリアス磁束源）からさらに分離することができる。

したがって、このような磁束量子ビット読み出しシステム５０の配置に基づき、ＱＦＰ５４の第１のＱＦＰ状態においてチューナブル共振器５２（および他の潜在的な磁束源）からの磁束量子ビット５６の安定した分離を可能とし、ＱＦＰ５４の第２のＱＦＰ状態においてチューナブル共振器５２への磁束量子ビット５６の状態の安定した結合を可能としながら、磁束量子ビット５６の磁束状態を読み出すことができる。したがって、磁束量子ビット読み出しシステム５０は、チューナブル共振器の関連する電流デバイスへの直接結合を提供する読み出しシステムと比較して、改善された読み出し動作を提供することができる。

図３は、電流デバイス読み出しシステム１００の一例を示している。電流デバイス読み出しシステム１００は、量子論理システムにおいてデータ読み出しを可能とするべく多数の量子および古典的なコンピュータアーキテクチャで実装され得る。図３の例では、電流デバイス読み出しシステム１００は、電流デバイス読み出しシステム１００に誘導結合される（点線１０４により示されている）電流デバイス１０２の電流状態を読み出すように構成されている。図２の例で説明したものと同様に、電流デバイス１０２は、電流デバイス１０２の電流状態が磁束量子ビットの磁束状態に対応し得るように磁束量子ビットとして構成され得る。

電流デバイス読み出しシステム１００は、チューナブル共振器１０６と、複数（Ｎ個）の分離デバイス１０８とを含み、ここで、Ｎは１よりも大きい整数である。チューナブル共振器１０６は、図３の例においては、所定の周波数を有するトーン信号ＦＬを供給するように構成された給電線１１０に結合されているものとして示されている。上記で説明したものと同様に、チューナブル共振器１０６は、電流デバイス１０２の読み出し中にその電流デバイス１０２の電流状態に関連付けられた共振周波数を有し得る。したがって、チューナブル共振器１０６は、電流デバイス１０２の読み出し中に給電線１１０からトーン信号ＦＬを受信して電流デバイス１０２の電流状態を決定し得る。例えば、トーン信号ＦＬがチューナブル共振器１０６の共振周波数とオンレゾナンスであるかオフレゾナンスであるかに基づいて、給電線１１０がトーン信号ＦＬの適用に対する周波数応答について（例えば、図３の例では示されていない監視回路により）監視され得る。

複数の分離デバイス１０８は、チューナブル共振器１０６と電流デバイス１０２との間に、連続した配置で誘導結合されるものとして示されている。一例として、各分離デバイス１０８は、図２の例におけるＱＦＰ５４に対応するものなどと実質的に同一に配置され得る。本明細書に記載される「連続した配置」および「連続した誘導配置」という用語は、各分離デバイス１０８がチューナブル共振器１０６と電流デバイス１０２との間で連続して互いに誘導相互接続されることを示す。複数の分離デバイス１０８間の誘導性相互接続は、図３の例では点線１１２として示されている。

上記のように、各分離デバイス１０８は、その分離デバイス１０８を第１の状態または第２の状態のいずれかに設定するべく（例えば、図３の例では示されていない信号ＴＮにより）調整されるように構成され得る。例えば、複数の分離デバイス１０８は、所与のタイミングで実質的に同様に調整され得る。一例として、調整信号は、対応する分離デバイス１０８に誘導結合されて、その分離デバイス１０８内に、第１の状態に対応する約Φ_０／２の安定磁束および第２の状態に対応する約Φ_０の安定磁束のうちの１つなどの磁束を誘導する磁束信号であり得る。例えば、分離デバイス１０８は、第１の状態において、チューナブル共振器１０６に関連付けられた磁束が電流デバイス１０２に影響を与えることなどを防ぐために、電流デバイス１０２をチューナブル共振器１０６から分離するように構成され得る。例えば、複数の分離デバイス１０８を提供することにより、図１の例における電流デバイス読み出しシステム１０と比較して、より大きな分離を達成することができる。別の例として、分離デバイス１０８は、第２の状態において、電流デバイス１０２の電流状態を連続的に増幅してその電流状態をチューナブル共振器１０６に与えることでチューナブル共振器１０６の共振周波数を設定するように構成され得る。したがって、第２の状態では、チューナブル共振器１０６は、トーン信号ＦＬに応答して電流デバイス１０２の電流状態の読み出しを可能とするべく、電流状態を示す共振周波数を有し得る。

図４は、電流デバイス読み出しシステム１５０の一例を示している。電流デバイス読み出しシステム１５０は、量子論理システムにおいてデータ読み出しを可能とするべく多数の量子および古典的なコンピュータアーキテクチャで実装され得る。図４の例では、電流デバイス読み出しシステム１５０は、電流デバイス読み出しシステム１５０に誘導結合される（点線１５４により示されている）複数（Ｘ個）の電流デバイス１５２の各々の電流状態を読み出すように構成されている。図２の例で説明したものと同様に、電流デバイス１５２は、電流デバイス１５２の電流状態が磁束状態に対応し得るように磁束量子ビットとして構成され得る。図４の例で説明するような電流デバイス読み出しシステム１５０は、所与のタイミングで複数の電流デバイス１５２のうちの所与の１つの電流状態を読み出すように構成され得る。

電流デバイス読み出しシステム１５０は、チューナブル共振器１５６と、複数（Ｘ個）の分離デバイス１５８とを含み、ここで、Ｘは１よりも大きい整数である。チューナブル共振器１５６は、図４の例においては、所定の周波数を有するトーン信号ＦＬを供給するように構成された給電線１６０に結合されているものとして示されている。上記で説明したものと同様に、チューナブル共振器１５６は、各電流デバイス１５２の読み出し中に現在読み出されている電流デバイス１５２の電流状態に関連付けられた共振周波数を有し得る。したがって、チューナブル共振器１５６は、各電流デバイス１５２の読み出し中に給電線１６０からトーン信号ＦＬを受信してその電流デバイス１５２の電流状態を決定し得る。例えば、トーン信号ＦＬがチューナブル共振器１５６の共振周波数とオンレゾナンスであるかオフレゾナンスであるかに基づいて、給電線１６０が、トーン信号ＦＬの適用に対する周波数応答について（例えば、図４の例では示されていない監視回路により）監視され得る。

各分離デバイス１５８は、チューナブル共振器１５６と電流デバイス１５２との間で誘導結合されているものとして示されている。一例として、各分離デバイス１５８は、図２の例におけるＱＦＰ５４に対応するものなどと実質的に同一に配置され得る。分離デバイス１５８とチューナブル共振器１５６との間の誘導性相互接続は、図４の例では点線１６２として示されている。

上記で説明したものと同様に、各分離デバイス１５８は、各分離デバイス１５８を第１の状態または第２の状態のいずれかに設定するべく（例えば、図４の例では示されていない、対応する信号ＴＮにより）調整されるように構成され得る。例えば、所与のタイミングで複数の分離デバイス１５８のうちの所与の１つが第２の状態に調整される一方、残りの分離デバイス１５８が第１の状態に調整される。一例として、調整信号は、対応する分離デバイス１５８に誘導結合されて、その分離デバイス１５８内に、第１の状態に対応する約Φ_０／２の安定磁束および第２の状態に対応する約Φ_０の安定磁束のうちの１つなどの磁束を誘導する磁束信号であり得る。

例えば、分離デバイス１５８は、第１の状態において、チューナブル共振器１５６に関連付けられた磁束が電流デバイス１５２の対応する１つに影響を与えることなどを防ぐために、その電流デバイス１５２をチューナブル共振器１５６から分離するように構成され得る。別の例として、複数の分離デバイス１５８のうちの所与の１つは、第２の状態において、各電流デバイス１５２の電流状態を増幅してその電流状態をチューナブル共振器１５６に与えることでチューナブル共振器１５６の共振周波数を設定するように構成され得る。したがって、第２の状態では、チューナブル共振器１５６は、トーン信号ＦＬに応答して電流デバイス１５２の電流状態の読み出しを可能とするべく、その電流状態を示す共振周波数を有し得る。したがって、電流デバイス読み出しシステム１５０は、複数の電流デバイスを読み出す回路を最小化するなどのために、単一のチューナブル共振器１５６を介して複数の電流デバイス１５２の選択的な読み出しを可能とする。

図５は、電流デバイス読み出しシステム２００の一例を示している。電流デバイス読み出しシステム２００は、量子論理システムにおいてデータ読み出しを可能とするべく多数の量子および古典的なコンピュータアーキテクチャで実装され得る。図５の例では、電流デバイス読み出しシステム２００は、電流デバイス読み出しシステム２００に誘導結合される（点線２０４で示されている）少なくとも複数（Ｙ個）の電流デバイス２０２の各々の電流状態を読み出すように構成されている。図２の例において説明したものと同様に、電流デバイス２０２は、各電流デバイス２０２の電流状態が磁束状態に対応し得るように磁束量子ビットとして構成され得る。図５の例で説明するような電流デバイス読み出しシステム２００は、所与のタイミングで複数の電流デバイス２０２のうちの所与の１つの電流状態を読み出すように構成され得る。

電流デバイス読み出しシステム２００は、複数（Ｙ個）のチューナブル共振器２０６と、対応する複数（Ｙ個）の分離デバイス２０８とを含む。各チューナブル共振器２０６は、図５の例においては、所定の周波数を有するトーン信号ＦＬを供給するように構成された給電線２１０に結合されているものとして示されている。上記で説明したものと同様に、各チューナブル共振器２０６は、各電流デバイス２０２の読み出し中に現在読み出されている電流デバイス２０２の電流状態に関連付けられた共振周波数を有し得る。したがって、各チューナブル共振器２０６は、各電流デバイス２０２の読み出し中に給電線２１０からトーン信号ＦＬを受信してその電流デバイス２０２の電流状態を決定し得る。例えば、トーン信号ＦＬがチューナブル共振器２０６の共振周波数とオンレゾナンスであるかオフレゾナンスであるかに基づいて、すなわち多重化読み出しに影響を与えるかどうかに基づいて、給電線２１０が、トーン信号ＦＬの適用に対する周波数応答について（例えば、図５の例では示されていない監視回路により）監視され得る。

各分離デバイス２０８は、チューナブル共振器２０６と電流デバイス２０２との間に誘導結合されたものとして示されている。一例として、各分離デバイス２０８は、図２の例におけるＱＦＰ５４に対応するものなどと実質的に同一に配置され得る。また、電流デバイス読み出しシステム２００は、図３の例において示されたものと同様に、チューナブル共振器２０６の所与の１つと電流デバイス２０２とを相互接続する複数の分離デバイス２０８を含むことができる。分離デバイス２０８と各チューナブル共振器２０６との間の誘導性相互接続は、図５の例では点線２１２として示されている。

上記で説明したものと同様に、各分離デバイス２０８は、各分離デバイス２０８を第１の状態または第２の状態のいずれかに設定するべく（例えば、図５の例では示されていない、対応する信号ＴＮにより）調整されるように構成され得る。例えば、所与のタイミングで複数の分離デバイス２０８のうちの所与の１つが第２の状態に調整される一方、残りの分離デバイス２０８が第１の状態に調整される。一例として、調整信号は、対応する分離デバイス２０８に誘導結合されて、その分離デバイス２０８内に、第１の状態に対応する約Φ_０／２の安定磁束および第２の状態に対応する約Φ_０の安定磁束のうちの１つなどの磁束を誘導する磁束信号であり得る。

例えば、分離デバイス２０８のうちの１つ以上は、第１の状態において、チューナブル共振器２０６の対応する１つに関連付けられた磁束が電流デバイス２０２の対応する１つに影響を与えることなどを防ぐために、その電流デバイス２０２を、対応するチューナブル共振器２０６から分離するように構成され得る。別の例として、複数の分離デバイス２０８のうちの１つ以上は、第２の状態に設定されることで、各電流デバイス２０２の電流状態を増幅してその電流状態を各チューナブル共振器２０６に与えることにより各チューナブル共振器２０６の共振周波数を設定するように構成され得る。したがって、第２状態では、各チューナブル共振器２０６は、トーン信号ＦＬに応答して電流デバイス２０２の電流状態の読み出しを可能とするべく、その電流状態を示す共振周波数を有し得る。例えば、各チューナブル共振器２０６は、選択的調整または個々のハードウェア特性に基づき、各電流デバイス２０２の電流状態に基づく別個の共振周波数の対を、互いに固有な対として有し得る。一例として、複数の周波数のトーン信号ＦＬを給電線２１０に供給して、チューナブル共振器を介して電流デバイス２０２を選択的に読み取ることができる。したがって、電流デバイス読み出しシステム２００は、複数の個別のチューナブル共振器２０６を介して複数の電流デバイス２０２のうちの１つ以上の選択的読み出しを同時に可能とする。

上記の構造的および機能的特徴を考慮して、本発明の種々の態様による方法は、図６を参照してより理解され得る。説明を簡単にするために、図６の方法は、連続して実行するものとして図示され説明されているが、本発明は図示された順序によって制限されるものではなく、いくつかの態様が、本発明に従って、図示され本明細書に説明されるものとは異なる順序で生じ得るおよび／または他の態様と同時に生じ得ることが理解され得る。また、本発明の一態様による方法を実施するために、図示されたすべての特徴が必要とされるわけではない。

図６は、電流デバイス（例えば、電流デバイス１２）の電流状態を読み出すための方法２５０の一例を示している。２５２において、チューナブル共振器（例えば、チューナブル共振器１６）と電流デバイスとを誘導相互接続するＱＦＰ（例えば、ＱＦＰ５４）に第１のバイアス磁束が（例えば、信号ＴＮを介して）供給されてＱＦＰが第１のＱＦＰ状態に設定されることにより、チューナブル共振器と電流デバイスとが誘導分離される。電流デバイスは、第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに対応する電流状態を有し得る。２５４において、ＱＦＰに第２のバイアス磁束が（例えば、信号ＴＮを介して）供給されてＱＦＰが第２のＱＦＰ状態に設定されることにより、電流デバイスの電流状態に関連付けられたチューナブル共振器の共振周波数が設定される。２５６において、所定の周波数を有するトーン信号（例えば、トーン信号ＦＬ）が給電線（例えば、給電線２０）からチューナブル共振器に供給される。２５８において、トーン信号の供給に応答して給電線が監視されて電流デバイスの電流状態が決定される。

以上の説明は本開示の例示である。本開示を説明する目的のために構成要素または方法のあらゆる考えられる組み合わせを説明することはもちろん不可能であるが、当業者であれば、本開示のさらなる多くの組み合わせおよび置換が可能であることを認識し得る。したがって、本開示は、特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれるすべてのそのような代替、変更、および変形を包含することが意図される。

以上の説明は本開示の例示である。本開示を説明する目的のために構成要素または方法のあらゆる考えられる組み合わせを説明することはもちろん不可能であるが、当業者であれば、本開示のさらなる多くの組み合わせおよび置換が可能であることを認識し得る。したがって、本開示は、特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれるすべてのそのような代替、変更、および変形を包含することが意図される。
本開示に含まれる技術的思想を以下に記載する。
（付記１）
電流デバイス読み出しシステムであって、
電流デバイスの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器であって、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して前記電流デバイスの電流状態を決定するように構成されたチューナブル共振器と、
前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）として構成された分離デバイスと、
を備え、前記ＱＦＰは、前記電流デバイスの電流状態の増幅を可能とする閾値を設定するべく静的磁束に基づいて調整可能であり、前記ＱＦＰは、第１の状態で前記電流デバイスと前記チューナブル共振器とを分離し、第２の状態で前記電流デバイスの増幅電流状態をチューナブル共振器に与えて前記第２の状態で前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように構成されている、電流デバイス読み出しシステム。
（付記２）
前記電流デバイスは磁束量子ビットとして構成されており、第１の電流状態が前記磁束量子ビットに関連付けられた電流ループの第１の電流方向に基づく第１の磁束状態に対応し、第２の電流状態が前記磁束量子ビットに関連付けられた前記電流ループの第２の電流方向に基づく第２の磁束状態に対応する、付記１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記３）
前記ＱＦＰは、前記電流デバイスおよび前記チューナブル共振器に対してチューナブルカプラとして構成されている、付記１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記４）
前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器および前記電流デバイスに誘導結合されており、前記ＱＦＰは、第１のＱＦＰ状態で磁束分離をもたらし、第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して前記第２のＱＦＰ状態で前記ＱＦＰに前記電流状態を記憶するように調整可能とされており、前記トーン信号に応答して前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするために、前記第２の状態で前記電流デバイスの増幅電流状態が前記ＱＦＰを介して前記チューナブル共振器に誘導的に与えられる、付記３に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記５）
前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスを前記第１のＱＦＰ状態でほぼゼロとするように誘導的に調整される、付記４に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記６）
前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスを前記第１のＱＦＰ状態でほぼゼロとするように約Φ _０ ／２の磁束に誘導的に調整される、付記５に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記７）
前記ＱＦＰは、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して、前記第２のＱＦＰ状態で前記ＱＦＰに前記電流状態を記憶するように約Φ _０ の磁束に断熱的かつ誘導的に調整される、付記４に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記８）
前記ＱＦＰは、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）を含む、付記３に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記９）
前記ＱＦＰは、前記ＱＦＰの前記第２の状態において、前記電流デバイスの電流状態を第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つとして増幅することを可能とする閾値を設定するべく前記静的磁束によって調整されるインダクタをさらに含み、前記第１の電流状態は、前記チューナブル共振器の共振周波数を第１の共振周波数に設定し、前記第２の電流状態は、前記チューナブル共振器の共振周波数を第２の共振周波数に設定する、付記８に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記１０）
前記静的磁束が第１の静的磁束であり、前記チューナブル共振器は、前記チューナブル共振器の共振周波数を前記電流デバイスの第１の電流状態に関連付けられたオンレゾナンス周波数に対応する第１の所定周波数に設定するべく第２の静的磁束により調整される、付記１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記１１）
前記ＱＦＰは複数のＱＦＰのうちの第１のＱＦＰであり、前記複数のＱＦＰの各々は、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間に連続して誘導配置される、付記１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記１２）
前記ＱＦＰは複数のＱＦＰのうちの第１のＱＦＰであり、前記第１のＱＦＰは、複数の電流デバイスのうちの第１の電流デバイスに誘導結合され、前記複数のＱＦＰの各々は、前記複数の電流デバイスのうちの対応する一つを誘導相互接続する、付記１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記１３）
電流デバイスの電流状態を読み出す方法であって、
チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）に第１のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第１のＱＦＰ状態に設定することにより前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導分離することであって、前記ＱＦＰは、前記電流デバイスの電流状態の増幅を可能とする閾値を設定するべく静的磁束に基づいて調整可能であり、前記電流デバイスの電流状態は、第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに対応する、前記第１のバイアス磁束を供給すること、
前記ＱＦＰに第２のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第２のＱＦＰ状態に設定することにより前記電流デバイスの電流状態に関連付けられた前記チューナブル共振器の共振周波数を設定することであって、前記ＱＦＰは、前記第２のバイアス磁束に基づいて、前記第２の電流状態における前記電流デバイスの増幅電流状態を前記チューナブル共振器に与えるように構成されている、前記第２のバイアス磁束を供給すること、
所定の周波数を有するトーン信号を給電線から前記チューナブル共振器に供給すること、
前記トーン信号の供給に応答して前記給電線を監視して前記電流デバイスの電流状態を決定すること、
を備える方法。
（付記１４）
前記電流デバイスは磁束量子ビットとして構成されており、前記第１の電流状態が、前記磁束量子ビットに関連付けられた電流ループの第１の電流方向に基づく第１の磁束状態に対応し、前記第２の電流状態が、前記磁束量子ビットに関連付けられた前記電流ループの第２の電流方向に基づく第２の磁束状態に対応する、付記１３に記載の方法。
（付記１５）
前記第１のバイアス磁束を供給することは、前記ＱＦＰに前記第１のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを約Φ _０ ／２の磁束に誘導的に調整することにより、前記第１のＱＦＰ状態で前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスをほぼゼロにすることを含み、
前記第２のバイアス磁束を供給することは、前記第１のバイアス磁束を前記第２のバイアス磁束へと断熱的に増加させて前記ＱＦＰの磁束を約Φ _０ まで断熱的に増加させることにより、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅させて前記第２のＱＦＰ状態で当該電流状態を前記ＱＦＰに記憶することを含む、付記１３に記載の方法。
（付記１６）
前記ＱＦＰに前記第１のバイアス磁束および前記第２のバイアス磁束を供給することは、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）に前記第１のバイアス磁束および前記第２のバイアス磁束を供給することを含む、付記１３に記載の方法。
（付記１７）
電流デバイス読み出しシステムであって、
磁束量子ビットの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器であって、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して前記磁束量子ビットの電流状態を決定するように構成された前記チューナブル共振器と、
前記チューナブル共振器と前記磁束量子ビットとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）と、
を備え、前記ＱＦＰは、第１のＱＦＰ状態で前記磁束量子ビットと前記チューナブル共振器とを誘導分離し、第２のＱＦＰ状態で電流デバイスの電流状態を増幅して前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように調整可能であり、前記ＱＦＰは、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに増幅することを可能とする閾値を設定するべく静的磁束によって調整されるインダクタを含む、電流デバイス読み出しシステム。
（付記１８）
前記ＱＦＰは、約Φ _０ ／２の磁束に誘導的に調整されることで前記第１のＱＦＰ状態で前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスをほぼゼロにする、付記１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記１９）
前記ＱＦＰは、約Φ _０ の磁束に断熱的に誘導的に調整されることで前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して前記第２のＱＦＰ状態で前記第１の電流状態および前記第２の電流状態のうちの１つを前記ＱＦＰに記憶する、付記１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。
（付記２０）
前記ＱＦＰが、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）を含む、付記１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。

Claims (20)

1. 電流デバイス読み出しシステムであって、
   電流デバイスの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器であって、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して前記電流デバイスの電流状態を決定するように構成されたチューナブル共振器と、
   前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）として構成された分離デバイスと、
   を備え、前記ＱＦＰは、前記電流デバイスの電流状態の増幅を可能とする閾値を設定するべく静的磁束に基づいて調整可能であり、前記ＱＦＰは、第１の状態で前記電流デバイスと前記チューナブル共振器とを分離し、第２の状態で前記電流デバイスの増幅電流状態をチューナブル共振器に与えて前記第２の状態で前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように構成されている、電流デバイス読み出しシステム。
2. 前記電流デバイスは磁束量子ビットとして構成されており、第１の電流状態が前記磁束量子ビットに関連付けられた電流ループの第１の電流方向に基づく第１の磁束状態に対応し、第２の電流状態が前記磁束量子ビットに関連付けられた前記電流ループの第２の電流方向に基づく第２の磁束状態に対応する、請求項１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
3. 前記ＱＦＰは、前記電流デバイスおよび前記チューナブル共振器に対してチューナブルカプラとして構成されている、請求項１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
4. 前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器および前記電流デバイスに誘導結合されており、前記ＱＦＰは、第１のＱＦＰ状態で磁束分離をもたらし、第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して前記第２のＱＦＰ状態で前記ＱＦＰに前記電流状態を記憶するように調整可能とされており、前記トーン信号に応答して前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするために、前記第２の状態で前記電流デバイスの増幅電流状態が前記ＱＦＰを介して前記チューナブル共振器に誘導的に与えられる、請求項３に記載の電流デバイス読み出しシステム。
5. 前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスを前記第１のＱＦＰ状態でほぼゼロとするように誘導的に調整される、請求項４に記載の電流デバイス読み出しシステム。
6. 前記ＱＦＰは、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスを前記第１のＱＦＰ状態でほぼゼロとするように約Φ_０／２の磁束に誘導的に調整される、請求項５に記載の電流デバイス読み出しシステム。
7. 前記ＱＦＰは、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して、前記第２のＱＦＰ状態で前記ＱＦＰに前記電流状態を記憶するように約Φ_０の磁束に断熱的かつ誘導的に調整される、請求項４に記載の電流デバイス読み出しシステム。
8. 前記ＱＦＰは、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）を含む、請求項３に記載の電流デバイス読み出しシステム。
9. 前記ＱＦＰは、前記ＱＦＰの前記第２の状態において、前記電流デバイスの電流状態を第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つとして増幅することを可能とする閾値を設定するべく前記静的磁束によって調整されるインダクタをさらに含み、前記第１の電流状態は、前記チューナブル共振器の共振周波数を第１の共振周波数に設定し、前記第２の電流状態は、前記チューナブル共振器の共振周波数を第２の共振周波数に設定する、請求項８に記載の電流デバイス読み出しシステム。
10. 前記静的磁束が第１の静的磁束であり、前記チューナブル共振器は、前記チューナブル共振器の共振周波数を前記電流デバイスの第１の電流状態に関連付けられたオンレゾナンス周波数に対応する第１の所定周波数に設定するべく第２の静的磁束により調整される、請求項１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
11. 前記ＱＦＰは複数のＱＦＰのうちの第１のＱＦＰであり、前記複数のＱＦＰの各々は、前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間に連続して誘導配置される、請求項１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
12. 前記ＱＦＰは複数のＱＦＰのうちの第１のＱＦＰであり、前記第１のＱＦＰは、複数の電流デバイスのうちの第１の電流デバイスに誘導結合され、前記複数のＱＦＰの各々は、前記複数の電流デバイスのうちの対応する一つを誘導相互接続する、請求項１に記載の電流デバイス読み出しシステム。
13. 電流デバイスの電流状態を読み出す方法であって、
    チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）に第１のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第１のＱＦＰ状態に設定することにより前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとを誘導分離することであって、前記ＱＦＰは、前記電流デバイスの電流状態の増幅を可能とする閾値を設定するべく静的磁束に基づいて調整可能であり、前記電流デバイスの電流状態は、第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに対応する、前記第１のバイアス磁束を供給すること、
    前記ＱＦＰに第２のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを第２のＱＦＰ状態に設定することにより前記電流デバイスの電流状態に関連付けられた前記チューナブル共振器の共振周波数を設定することであって、前記ＱＦＰは、前記第２のバイアス磁束に基づいて、前記第２の電流状態における前記電流デバイスの増幅電流状態を前記チューナブル共振器に与えるように構成されている、前記第２のバイアス磁束を供給すること、
    所定の周波数を有するトーン信号を給電線から前記チューナブル共振器に供給すること、
    前記トーン信号の供給に応答して前記給電線を監視して前記電流デバイスの電流状態を決定すること、
    を備える方法。
14. 前記電流デバイスは磁束量子ビットとして構成されており、前記第１の電流状態が、前記磁束量子ビットに関連付けられた電流ループの第１の電流方向に基づく第１の磁束状態に対応し、前記第２の電流状態が、前記磁束量子ビットに関連付けられた前記電流ループの第２の電流方向に基づく第２の磁束状態に対応する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１のバイアス磁束を供給することは、前記ＱＦＰに前記第１のバイアス磁束を供給して前記ＱＦＰを約Φ_０／２の磁束に誘導的に調整することにより、前記第１のＱＦＰ状態で前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスをほぼゼロにすることを含み、
    前記第２のバイアス磁束を供給することは、前記第１のバイアス磁束を前記第２のバイアス磁束へと断熱的に増加させて前記ＱＦＰの磁束を約Φ_０まで断熱的に増加させることにより、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅させて前記第２のＱＦＰ状態で当該電流状態を前記ＱＦＰに記憶することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ＱＦＰに前記第１のバイアス磁束および前記第２のバイアス磁束を供給することは、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）に前記第１のバイアス磁束および前記第２のバイアス磁束を供給することを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 電流デバイス読み出しシステムであって、
    磁束量子ビットの電流状態に関連付けられた共振周波数を有するチューナブル共振器であって、所定の周波数を有するトーン信号を給電線から受信して前記磁束量子ビットの電流状態を決定するように構成された前記チューナブル共振器と、
    前記チューナブル共振器と前記磁束量子ビットとを誘導相互接続する量子磁束パラメトロン（ＱＦＰ）と、
    を備え、前記ＱＦＰは、第１のＱＦＰ状態で前記磁束量子ビットと前記チューナブル共振器とを誘導分離し、第２のＱＦＰ状態で電流デバイスの電流状態を増幅して前記電流デバイスの電流状態の決定を可能とするように調整可能であり、前記ＱＦＰは、前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を第１の電流状態および第２の電流状態のうちの１つに増幅することを可能とする閾値を設定するべく静的磁束によって調整されるインダクタを含む、電流デバイス読み出しシステム。
18. 前記ＱＦＰは、約Φ_０／２の磁束に誘導的に調整されることで前記第１のＱＦＰ状態で前記チューナブル共振器と前記電流デバイスとの間の相互インダクタンスをほぼゼロにする、請求項１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。
19. 前記ＱＦＰは、約Φ_０の磁束に断熱的に誘導的に調整されることで前記第２のＱＦＰ状態で前記電流デバイスの電流状態を増幅して前記第２のＱＦＰ状態で前記第１の電流状態および前記第２の電流状態のうちの１つを前記ＱＦＰに記憶する、請求項１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。
20. 前記ＱＦＰが、前記第１のＱＦＰ状態と前記第２のＱＦＰ状態との間で誘導的に調整されるように構成された複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ）を含む、請求項１７に記載の電流デバイス読み出しシステム。

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