JP6130314B2 - Ising type interaction generator - Google Patents
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Description
本発明は、量子ビット間にイジング型の相互作用を発生させるイジング型相互作用発生装置に関する。 The present invention relates to an Ising interaction generator that generates an Ising interaction between qubits.
量子計算装置は、量子力学的な重ね合わせ(エンタングルメント)を用いることで、従来の計算装置では実現できない規模の並列性を実現できるものとして期待され、多くの研究・開発がなされている。量子計算で用いられるエンタングルメントは、量子ビット同士の特殊な相関である。例えば、エンタングルメントを持った複数の量子ビットを各々測定すると、各々の測定値の間に強い相関が現れる。これらの相関を用いることで、量子計算は、古典計算を上回る速度で計算が実行できる。 Quantum computing devices are expected to achieve parallelism on a scale that cannot be achieved by conventional computing devices by using quantum mechanical superposition (entanglement), and many researches and developments have been made. Entanglement used in quantum computation is a special correlation between qubits. For example, when each of a plurality of qubits having entanglement is measured, a strong correlation appears between the measured values. By using these correlations, quantum computation can be performed at a speed faster than classical computation.
量子計算において、高速化を可能にするエンタングルメントには様々な種類が存在するが、中でも近年着目を集めているエンタングルメントは、クラスター状態と呼ばれるものである(非特許文献1参照)。このエンタングルメントを生成することができれば、エラーに対して非常にロバストな量子計算が実行できることが知られている。 In quantum computation, there are various types of entanglement that enables high-speed operation. Among them, entanglement that has attracted attention in recent years is called a cluster state (see Non-Patent Document 1). It is known that if this entanglement can be generated, quantum computation that is extremely robust against errors can be performed.
上述したクラスター状態を生成するためには、イジング型と呼ばれるタイプの相互作用を用いることになる(非特許文献1参照)。通常、量子ビット同士のエネルギーのやり取りを介して相互作用が発生する。一方で、イジング型の場合、エネルギーではなく、量子ビット間の位相の交換により相互作用を発生させている。 In order to generate the cluster state described above, a type of interaction called an Ising type is used (see Non-Patent Document 1). Usually, an interaction occurs through energy exchange between qubits. On the other hand, in the case of the Ising type, interaction is generated not by energy but by phase exchange between qubits.
従来、複数の超伝導磁束量子ビットをインダクティブ(電磁誘導的)に結合することで、量子ビット間のイジング型相互作用を発生させる方法が知られている(非特許文献2,3参照)。従来の超伝導磁束量子ビットのイジング型相互作用発生について、図3を用いて説明する。図3は、相互作用発生を説明するための説明図である。図3では、相互作用の発生について、2つの超伝導リング301,超伝導リング302の場合を例示している。なお、図3において、ジョセフソン接合は、「×」で示している。
Conventionally, a method of generating an Ising type interaction between qubits by coupling a plurality of superconducting flux qubits inductively (electromagnetic induction) is known (see Non-Patent Documents 2 and 3). The generation of Ising-type interaction of a conventional superconducting flux qubit will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the occurrence of interaction. FIG. 3 illustrates the case of two
また、図示しない外部磁場により、超伝導リング301を貫く磁束311、および超伝導リング302を貫く磁束312が印加され、各々に、超伝導磁束量子ビットが生成されている。なお、超伝導リングは2つに限らず、3つ以上の超伝導リングが配置されていてもよい。
In addition, a
図3に示すように、超伝導リング301および超伝導リング302は、近設されている。例えば、超伝導リング301より生成された誘導磁場が、超伝導リング302に更なる誘導電流を誘起する。このことにより、超伝導リング301の超伝導磁束量子ビットと、超伝導リング302の超伝導磁束量子ビットとが、インダクティブに結合する。このようにインダクティブに結合した状態で、外部磁場を所定の条件に変化させると、上述した2つの超伝導磁束量子ビットの間で、イジング型の相互作用を発生させることができる。
As shown in FIG. 3, the
上述した相互作用を数式により説明する。一方の超伝導磁束量子ビットと相互作用が働いていない状態における超伝導磁束量子ビットのハミルトニアンHは、ジョセフソン接合エネルギーEj、ジョセフソン接合のキャパシタンスCj、ゲートキャパシタンスCgを用いると次式で表される。 The above-described interaction will be described using mathematical expressions. The Hamiltonian H of the superconducting flux qubit in the state where the interaction with one superconducting flux qubit does not work is expressed by the following equation using Josephson junction energy E j , Josephson junction capacitance C j , and gate capacitance C g. It is represented by
Ve (i)は、ジョセフソン接合間の島iへゲートキャパシタCg(i)を介して印加する電圧である。Viは、ジョセフソン接合間の島iへゲートキャパシタCg(i)を介して印加する島iの電圧である。Φ0は、磁束量子を表す。なお、「島」とは、電位が等しくかつ連続した超伝導リング上の領域を示す。 V e (i) is a voltage applied to the island i between the Josephson junctions via the gate capacitor C g (i) . V i is the voltage of the island i applied to the island i between the Josephson junctions via the gate capacitor C g (i) . Φ 0 represents the magnetic flux quantum. “Island” refers to a region on the superconducting ring having the same potential and continuous.
同一の超伝導リング上に設置されたジョセフソン接合を介する位相差ψiは、超伝導リング内への印加磁束fΦ0に基づく次の制約式に従う。 The phase difference ψ i through the Josephson junction placed on the same superconducting ring is subject to the following constraint based on the applied magnetic flux fΦ 0 into the superconducting ring.
次に、2つの超伝導量子ビットA,超伝導量子ビットBを、インダクティブに結合させた状態におけるハミルトニアンHABの導出について説明する。 Next, the derivation of Hamiltonian H AB in a state where two superconducting qubits A and B are coupled inductively will be described.
超伝導量子ビットA,超伝導量子ビットBを、インダクティブに結合させた場合の、各々に対して印加されている印加磁束fAおよびfBは、実効的に以下の式(5)および式(6)で示される状態となる。ここで、IAおよびIBは,超伝導量子ビットA,超伝導量子ビットBに流れる電流であり、Mは相互インダクタンスである。また、結合された新たなハミルトニアンHABは、以下の式(7)で示されるものとなる。 When the superconducting qubit A and the superconducting qubit B are coupled inductively, the applied magnetic fluxes f A and f B applied to each are effectively expressed by the following equations (5) and ( 6). Here, I A and I B are currents flowing through the superconducting qubit A and the superconducting qubit B, and M is a mutual inductance. Further, the new combined Hamiltonian H AB is represented by the following formula (7).
ここで、εは外部磁場に対するのエネルギー分散(あるいは、量子ビットが形成する二重井戸ポテンシャルの最低エネルギーの差ともとらえることができる)を表し、Δは二重井戸間のトンネル効果による結合の強さを表す。また、σxおよびσzは、ともにパウリ行列を表す。式(7)において、超伝導量子ビットAと超伝導量子ビットBとの間に働く相互作用の実効的なハミルトニアンは、次式のように表すことができる。 Here, ε represents the energy dispersion with respect to the external magnetic field (or can be regarded as the difference in the minimum energy of the double well potential formed by the qubit), and Δ represents the strong coupling due to the tunnel effect between the double wells. Represents Σ x and σ z both represent a Pauli matrix. In Equation (7), the effective Hamiltonian of the interaction acting between the superconducting qubit A and the superconducting qubit B can be expressed as the following equation.
このように、σzσzおよびσxσzという2種類の相互作用が働いており、相互作用強度κiは、いずれもジョセフソンエネルギーの0.01倍程度である。 In this way, two types of interaction, σ z σ z and σ x σ z , are working, and the interaction strength κ i is about 0.01 times Josephson energy.
外部磁束を変えることにより、εを変化させることができ、これに伴い系のハミルトニアンを変化させることができる。そこで、外部磁束を変化させ、ε>>Δの領域とすることで、式(7)の第2項,第4項を無視できるようになることから、超伝導量子ビットA,超伝導量子ビットBのハミルトニアンは次式のように近似できる。 By changing the external magnetic flux, ε can be changed, and the Hamiltonian of the system can be changed accordingly. Therefore, by changing the external magnetic flux to be in the region of ε >> Δ, the second term and the fourth term of Equation (7) can be ignored, so that the superconducting qubit A, the superconducting qubit The Hamiltonian of B can be approximated as:
更には、式(8)において、σxσz型の相互作用は、エネルギー保存則を満たさないため近似的に消去され、σzσz型の相互作用だけを残すことができる。この結果、外部磁場による超伝導磁束量子ビット間の結合を用いたイジング型相互作用を伴う系のハミルトニアンは、最終的に以下のように表される。ここでgは結合定数を表す。 Furthermore, in the equation (8), the σ x σ z type interaction does not satisfy the energy conservation law, and therefore is approximately eliminated, and only the σ z σ z type interaction can be left. As a result, the Hamiltonian of the system with the Ising type interaction using the coupling between the superconducting flux qubits by the external magnetic field is finally expressed as follows. Here, g represents a coupling constant.
前述したように、従来では、超伝導磁束量子ビット間にイジング型の相互作用を発生させる装置では、超伝導磁束量子ビットを生成する複数の超伝導リングを相互に近接配置して複数の量子ビットをインダクティブ(電磁誘導的)に結合させた状態で、それぞれの超伝導リングに印加する外部磁場を「ε>>Δ」の状態になるよう変化させ、量子ビット間にイジング型の相互作用を発生させていた。 As described above, conventionally, in an apparatus that generates an Ising-type interaction between superconducting flux qubits, a plurality of superconducting rings that generate superconducting flux qubits are arranged in close proximity to each other. Inductive (electromagnetic induction) coupled state, the external magnetic field applied to each superconducting ring is changed to the “ε >> Δ” state, and an Ising-type interaction is generated between qubits. I was letting.
しかしながら、「ε>>Δ」となるような状態では、超伝導磁束量子ビットが磁束ノイズに対して脆弱になり、結果として量子ビットの寿命が短くなる、このように、従来では、量子ビットの寿命が短くなるような条件でしか、イジング型の相互作用を発生させることができないという問題点があった。 However, in a state where “ε >> Δ”, the superconducting magnetic flux qubit becomes vulnerable to magnetic flux noise, and as a result, the lifetime of the qubit is shortened. There is a problem in that an Ising-type interaction can be generated only under conditions that shorten the lifetime.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、量子ビットの寿命を短くすることなく、イジング型の相互作用が発生できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable Ising-type interaction to occur without shortening the lifetime of a qubit.
本発明に係るイジング型相互作用発生装置は、ジョセフソン接合を備えた第1超伝導リングと、ジョセフソン接合を備えた第2超伝導リングとを結合するキャパシタを備え、第1超伝導リングと第2超伝導リングとはキャパシタを介して接続され、第1超伝導リングによる第1量子ビットと第2超伝導リングによる第2量子ビットとの間にイジング型相互作用を生成する。 An Ising-type interaction generator according to the present invention includes a capacitor that couples a first superconducting ring having a Josephson junction and a second superconducting ring having a Josephson junction, and the first superconducting ring includes: The second superconducting ring is connected via a capacitor and generates an Ising interaction between the first qubit by the first superconducting ring and the second qubit by the second superconducting ring.
上記イジング型相互作用発生装置において、第1超伝導リングに磁場を印加する第1磁場印加手段と、第2超伝導リングに磁場を印加する第2磁場印加手段と、第1超伝導リングに電界を印加する第1電界印加手段と、第2超伝導リングに電界を印加する第2電界印加手段とを備え、第1磁場印加手段は、印加した磁場に対する第1量子ビットのエネルギー分散を0に近づけ、第2磁場印加手段は、印加した磁場に対する第2量子ビットのエネルギー分散を0に近づける。 In the Ising-type interaction generator, a first magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the first superconducting ring, a second magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the second superconducting ring, and an electric field applied to the first superconducting ring. And a second electric field applying means for applying an electric field to the second superconducting ring, wherein the first magnetic field applying means sets the energy dispersion of the first qubit to 0 to the applied magnetic field. The second magnetic field applying unit approaches the energy dispersion of the second qubit with respect to the applied magnetic field close to zero.
上記イジング型相互作用発生装置において、第1磁場印加手段は、第1超伝導リングを貫く磁場を変化させて磁場に対する第1量子ビットのエネルギー分散を0に近づけ、第2磁場印加手段は、第2超伝導リングを貫く磁場を変化させて磁場に対する第2量子ビットのエネルギー分散を0に近づける。 In the Ising-type interaction generator, the first magnetic field applying means changes the magnetic field penetrating the first superconducting ring to bring the energy dispersion of the first qubit with respect to the magnetic field closer to 0, and the second magnetic field applying means 2 Change the magnetic field penetrating the superconducting ring to bring the energy dispersion of the second qubit to the magnetic field closer to zero.
上記イジング型相互作用発生装置において、第1電界印加手段により印加する電界、および第2電界印加手段により印加する電界を各々制御することで、第1量子ビットと第2量子ビットとの間でイジング型相互作用を生成させる。 In the Ising-type interaction generator, Ising is performed between the first qubit and the second qubit by controlling the electric field applied by the first electric field applying unit and the electric field applied by the second electric field applying unit, respectively. Generate type interaction.
以上説明したように、本発明によれば、第1超伝導リングと第2超伝導リングとをキャパシタにより結合(接続)するようにしたので、量子ビットの寿命を短くすることなく、イジング型の相互作用が発生できるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, since the first superconducting ring and the second superconducting ring are coupled (connected) by the capacitor, the Ising type can be realized without shortening the lifetime of the qubit. An excellent effect that interaction can occur is obtained.
以下、本発明の実施の形態について図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるイジング型相互作用発生装置の構成を示す構成図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an Ising type interaction generator according to an embodiment of the present invention.
この装置は、ジョセフソン接合を備えた第1超伝導リング101と、ジョセフソン接合を備えた第2超伝導リング102とを結合するキャパシタ103を備える。第1超伝導リング101と第2超伝導リング102とはキャパシタ103を介して接続される。このイジング型相互作用発生装置は、第1超伝導リング101による第1量子ビットと第2超伝導リング102による第2量子ビットとの間に、イジング型相互作用を生成する。なお、図1において、符号111,112,113,114,121,122,123,124は、ジョセフソン接合であり、実施の形態では、各超伝導リングが、各々4つのジョセフソン接合を備える場合を例示している。
The device includes a
また、この装置は、第1磁場印加部104,第2磁場印加部105,第1電界印加部106,第2電界印加部107を備える。
The apparatus also includes a first magnetic
第1磁場印加部104は、第1超伝導リング101に磁束f1を印加する。印加する磁束f1を制御することで、磁束f2に対する第1量子ビットのエネルギー分散を0に近づける。また、第2磁場印加部105は、第2超伝導リング102に磁束f2を印加する。印加する磁束f2を制御することで、磁束f2に対する第2量子ビットのエネルギー分散を0に近づける。磁束f1は、第1超伝導リング101を貫く磁場であり、磁束f2は、第2超伝導リング102を貫く磁場である。
The first magnetic
また、第1電界印加部106は、第1超伝導リング101に電界を印加し、第2電界印加部107は、第2超伝導リング102に電界を印加する。第1電界印加部106により印加する電界、および第2電界印加部107により印加する電界を各々制御することで、第1量子ビットと第2量子ビットとの間でイジング型相互作用を発生させる。以下では、上述した電界の印加を、ゲート電圧の印加と言う。
The first electric
上述したように、超伝導磁束量子ビットはキャパシタンスを介してゲート電圧を印加する(電界を印加する)ことで、量子ビットの持つエネルギーを調節することができる。本発明では、この超伝導磁束量子ビットの特性を用いる。以下、数式を用いてこれを説明する。 As described above, the superconducting flux qubit can adjust the energy of the qubit by applying a gate voltage (applying an electric field) through the capacitance. In the present invention, the characteristics of this superconducting flux qubit are used. Hereinafter, this will be described using mathematical expressions.
まず、キャパシタンスを介して結合された超伝導磁束量子ビットにおいて、量子ビットが|+〉に初期化された系を考える。この系のハミルトニアンHは、以下の式により表すことができる。 First, consider a system in which a qubit is initialized to | +> in a superconducting flux qubit coupled via a capacitance. The Hamiltonian H of this system can be expressed by the following equation.
式(12)の最終項が、量子ビットのキャパシティブな結合による相互作用を表している。なお、Φ0は磁束量子、ψiは各ジョセフソン接合の持つ位相、CJ(i)は各ジョセフソン接合のキャパシタンス、EJ(i)は、各ジョセフソン接合のエネルギーを表す。また、「Ec(i)=e2/2CJ(i)」により、各ジョセフソン接合の電荷エネルギEc(i)が算出される。 The final term of equation (12) represents an interaction due to capacitive coupling of qubits. Φ 0 represents the magnetic flux quantum, ψ i represents the phase of each Josephson junction, C J (i) represents the capacitance of each Josephson junction, and E J (i) represents the energy of each Josephson junction. Further, the charge energy Ec (i) of each Josephson junction is calculated by “Ec (i) = e 2 / 2C J (i) ”.
外部磁束を変えることにより、εを変化させることができ、それに伴い系のハミルトニアンを変化させることができる。そこで、外部磁束を変化させ、ε=0の領域とした場合のハミルトニアンを導出する。上記式(11)〜(13)のハミルトニアンを、本明細書の従来技術の欄に記載した式展開と同様にして、ε=0の元に展開すると、系全体のハミルトニアンHは次式で表される。
式(15)と式(10)とは類似しており、いずれもイジング型相互作用が構成されていることが分かる。 It can be seen that the equations (15) and (10) are similar, and both form an Ising type interaction.
以下、図1に示した実施の形態におけるイジング型相互作用発生装置について、より詳細に説明する。第1超伝導リング101は、4箇所のジョセフソン接合111,112,113,114を備え、これらで第1量子ビットが構成される。また、第2超伝導リング102は、4箇所のジョセフソン接合121,122,123,124を備え、これらで第2量子ビットが構成される。
Hereinafter, the Ising type interaction generator in the embodiment shown in FIG. 1 will be described in more detail. The first
また、実施の形態において、第1電界印加部106は、キャパシタンスCg1のキャパシタおよびゲート電圧VE1を供給する電源から構成され、第2電界印加部107は、キャパシタンスCg2のキャパシタおよびゲート電圧VE2を供給する電源から構成されている。なお、キャパシタ103のキャパシタンスは、Ccである。
In the embodiment, the first electric
また、VI1は、ジョセフソン接合112,ジョセフソン接合113,第1電源部106のキャパシタ,キャパシタ103からなる島の電位であり、VI2は、ジョセフソン接合122,ジョセフソン接合123,第2電源部107のキャパシタ,キャパシタ103からなる島の電位である。また、磁束f1,磁束f2は、磁束量子で規格化している。なお、各超伝導リングは、少なくとも1つのジョセフソン接合が設けられていればよい。また、ジョセフソン接合を設ける位置も、超伝導リング中の任意の場所でよい。
VI1 is the potential of the island formed by the
上述したキャパシタ103による第1量子ビットと第2量子ビットとのキャパシティブな結合において、第1磁場印加部104,第2磁場印加部105による磁束(外部磁束)をε=0近傍となるように変化させる。この後、ゲート電圧VE1,ゲート電圧VE2を同時に印加することにより、イジング型の相互作用が構成できるようになる。
In the capacitive coupling of the first qubit and the second qubit by the
なお、イジング型相互作用発生装置内の個々の超伝導リングおよびゲートキャパシタが同じ構成・パラメタであるのであれば、印加するゲート電圧 は等しくすることができる。一方で、これらの構成・パラメタが異なるのであれば、個々の量子ビットのエネルギーを等しく変化させられるようなゲート電圧 を印加すればよい。 If the individual superconducting rings and gate capacitors in the Ising interaction generator have the same configuration and parameters, the applied gate voltages can be made equal. On the other hand, if these configurations and parameters are different, a gate voltage that can change the energy of each qubit equally may be applied.
図2は、式(14)を用いて、実施の形態におけるイジング型相互作用発生装置における、ゲート電圧VE1,VE2の印加に対する、結合定数g’および2重井戸間のトンネル効果による結合の強さΔを計算した結果である。計算に用いた各種パラメタは、以下の通り。 FIG. 2 shows the coupling constant g ′ and the coupling due to the tunnel effect between the double wells with respect to the application of the gate voltages V E1 and V E2 in the Ising type interaction generator according to the embodiment, using the equation (14). It is the result of calculating the strength Δ. Various parameters used in the calculation are as follows.
また、超伝導リングおよびゲートキャパシタを同じ構成・パラメタとしているため、ゲート電圧VE1,VE2は同じ値の電圧を印加するものとした。 Since the superconducting ring and the gate capacitor have the same configuration and parameters, the gate voltages V E1 and V E2 are applied with the same voltage.
図2に示すように、VE1およびVE2を同時に0Vから0.005Vへと増大させることで、Δ’/2が減少し、かつ、結合定数g’が増加することが分かる。これは、(14)式にて、個々の量子ビットが持つエネルギー「1/2σxΔ’」が低下し、量子ビット間に働くσxσx型の相互作用は増加することを意味している。また、量子ビットのエネルギーと非可換なσzσz型やσxσz型の相互作用は発生しない。 As shown in FIG. 2, it can be seen that by increasing V E1 and V E2 simultaneously from 0 V to 0.005 V, Δ ′ / 2 decreases and the coupling constant g ′ increases. This means that in equation (14), the energy “½σ x Δ ′” of each qubit decreases, and the σ x σ x- type interaction between qubits increases. Yes. In addition, there is no σ z σ z type or σ x σ z type interaction that is not commutative with the energy of the qubit.
本発明は、従来の超伝導磁束量子ビット間のイジング型相互作用発生装置で用いていた量子ビット間のインダクティブな結合と異なり、複数の量子ビットを容量(キャパシタ103)を用いてキャパシティブに結合を利用するさせることで、従来の方法とは異なり量子ビットの寿命が長くなるような条件でイジング型の相互作用を発生させることを特徴とする。 Unlike the inductive coupling between qubits used in the conventional Ising type interaction generator between superconducting flux qubits, the present invention couples a plurality of qubits capacitively using capacitors (capacitors 103). Unlike the conventional method, it is characterized in that the Ising-type interaction is generated under such a condition that the lifetime of the qubit is increased.
本発明によって、超伝導磁束量子ビットの磁束ノイズ耐性が最大となる最適動作点(ε=0近傍)で、超伝導磁束量子ビット間にσxσx型のみからなるイジング型の相互作用を生成できる。すなわち、量子ビットの寿命が長い、超伝導磁束量子ビット間のイジング型相互作用発生装置を実現することができる。また、イジング型相互作用は、量子計算に有用である。 The present invention generates an Ising type interaction consisting only of σ x σ x type between superconducting flux qubits at the optimum operating point (near ε = 0) where flux noise resistance of superconducting flux qubits is maximized. it can. That is, an Ising type interaction generator between superconducting flux qubits having a long qubit lifetime can be realized. Also, the Ising interaction is useful for quantum computation.
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.
101…第1超伝導リング、102…第2超伝導リング、103…キャパシタ、104…第1磁場印加部、105…第2磁場印加部、106…第1電界印加部、107…第2電界印加部、111,112,113,114,121,122,123,124…ジョセフソン接合。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1超伝導リングに磁場を印加する第1磁場印加手段と、
前記第2超伝導リングに磁場を印加する第2磁場印加手段と、
前記第1超伝導リングに電界を印加する第1電界印加手段と、
前記第2超伝導リングに電界を印加する第2電界印加手段と
を備え、
前記第1超伝導リングと前記第2超伝導リングとは前記キャパシタを介して接続され、
前記第1磁場印加手段は、印加した磁場に対する前記第1量子ビットのエネルギー分散を0に近づけ、
前記第2磁場印加手段は、印加した磁場に対する前記第2量子ビットのエネルギー分散を0に近づけ、
前記第1超伝導リングによる第1量子ビットと前記第2超伝導リングによる第2量子ビットとの間にイジング型相互作用を生成することを特徴とするイジング型相互作用発生装置。 A capacitor coupling the first superconducting ring with the Josephson junction and the second superconducting ring with the Josephson junction ;
First magnetic field applying means for applying a magnetic field to the first superconducting ring;
Second magnetic field applying means for applying a magnetic field to the second superconducting ring;
First electric field applying means for applying an electric field to the first superconducting ring;
Second electric field applying means for applying an electric field to the second superconducting ring ,
The first superconducting ring and the second superconducting ring are connected via the capacitor,
The first magnetic field application means approaches the energy dispersion of the first qubit with respect to the applied magnetic field to 0,
The second magnetic field applying means approaches the energy dispersion of the second qubit with respect to the applied magnetic field close to 0,
An Ising interaction generator that generates an Ising interaction between a first qubit formed by the first superconducting ring and a second qubit formed by the second superconducting ring.
前記第1磁場印加手段は、前記第1超伝導リングを貫く磁場を変化させて前記磁場に対する前記第1量子ビットのエネルギー分散を0に近づけ、
前記第2磁場印加手段は、前記第2超伝導リングを貫く磁場を変化させて前記磁場に対する前記第2量子ビットのエネルギー分散を0に近づける
ことを特徴とするイジング型相互作用発生装置。 In the Ising type interaction generator according to claim 1 ,
The first magnetic field applying means changes the magnetic field penetrating the first superconducting ring to bring the energy dispersion of the first qubit with respect to the magnetic field closer to 0,
The Ising-type interaction generator, wherein the second magnetic field applying means changes the magnetic field penetrating the second superconducting ring to bring the energy dispersion of the second qubit to the magnetic field close to zero.
前記第1電界印加手段により印加する電界、および前記第2電界印加手段により印加する電界を各々制御することで、前記第1量子ビットと前記第2量子ビットとの間でイジング型相互作用を生成させることを特徴とするイジング型相互作用発生装置。 In the Ising type interaction generator according to claim 1 or 2 ,
An Ising interaction is generated between the first qubit and the second qubit by controlling the electric field applied by the first electric field applying unit and the electric field applied by the second electric field applying unit, respectively. An Ising type interaction generator characterized by causing
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