JPWO2021195368A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. ジョセフソンパラメトリック増幅器を含む超伝導回路であって：前記ジョセフソンパラメトリック増幅器は：
   一対の超伝導共振器；
   前記一対の超伝導共振器間で超伝導的電気的に連通可能に結合された複合化複合ジョセフソン接合；及び
   前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合された第１の制御回路を含み、前記第１の制御回路は：
   前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたアナログＤＣ電流バイアス；
   前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）；及び
   第１のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合された第１のマイクロ波ドライブを含み、
   前記第１のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、超伝導回路。
2. 前記第１の制御回路の前記第１のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合され、前記第１の制御回路の前記アナログＤＣ電流バイアス及び前記ＤＡＣは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項１に記載の超伝導回路。
3. 前記第１の制御回路は、第１の角周波数において共振ドライブを介し及び第２の角周波数においてパラメトリックドライブを介し実効ハミルトニアンのＸ項及びＺ項の強さを制御するように動作可能であり、前記第２の角周波数は前記第１の角周波数の２倍と時間依存デチューニング周波数との差に等しい、請求項１に記載の超伝導回路。
4. 前記超伝導回路は第２の制御回路をさらに含み、前記第２の制御回路は第２のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合された第２のマイクロ波ドライブを含み、前記第２のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、請求項１に記載の超伝導回路。
5. 前記第２の制御回路の前記第２のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項４に記載の超伝導回路。
6. 前記第１及び第２のチューニング可能相互インダクタンスは複合ジョセフソン接合により遮断される超伝導ループを含む、請求項４に記載の超伝導回路。
7. 前記一対の超伝導共振器の各共振器は、同軸伝送線路共振器、及び互いに直列に電気的に連通可能に結合された複数のＬＣ回路を含むラダー回路のうちの１つである、請求項１に記載の超伝導回路。
8. 第１、第２、第３、及び第４の超伝導量子ビットを含む超伝導回路であって、前記第１、第２、第３、及び第４の量子ビットは４量子ビット偶数パリティスタビライザにより連通可能に結合され、
   前記４量子ビット偶数パリティスタビライザは、
   第１の臨界温度以下で超伝導性である材料を含む超伝導スタビライザループ；
   前記超伝導スタビライザループの第１のインダクタンスであって、前記第１の超伝導量子ビットのインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合された第１のインダクタンス；
   前記超伝導スタビライザループの第２のインダクタンスであって、前記第２の超伝導量子ビットのインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合された第２のインダクタンス；
   前記超伝導スタビライザループの第３のインダクタンスであって、前記第３の超伝導量子ビットのインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合された第３のインダクタンス；
   前記超伝導スタビライザループの第４のインダクタンスであって、前記第４の超伝導量子ビットのインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合された第４のインダクタンス；及び
   前記超伝導ループへ連通可能に結合されたパリティ執行超伝導量子ビットを含む、超伝導回路。
9. 前記第１、第２、第３、第４、及びパリティ執行超伝導量子ビットのそれぞれは超伝導磁束量子ビットであり、前記第１、第２、第３、及び第４の超伝導磁束量子ビットのそれぞれはそれぞれの複合化複合ジョセフソン接合を含む、請求項８に記載の超伝導回路。
10. 前記第１、第２、第３、及び第４の超伝導磁束量子ビットのそれぞれはそれぞれの超伝導量子ビットループを含み、前記それぞれの超伝導量子ビットループは第２の臨界温度以下で超伝導性である材料を含み、各超伝導量子ビットループはそれぞれの交差部を含む、請求項９に記載の超伝導回路。
11. 前記パリティ執行超伝導磁束量子ビットは完全電気化学的ＣＪＪ結合デバイスにより前記超伝導ループへ連通可能に結合される、請求項９に記載の超伝導回路。
12. 第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器を含む量子プロセッサであって、前記第１、第２、第３、及び第４のパラメトリック増幅器は４量子ビット偶数パリティスタビライザにより互いに連通可能に結合され、
    前記４量子ビット偶数パリティスタビライザは、
    臨界温度以下で超伝導性である材料を含む超伝導ループであって、交差部を含む超伝導ループ；
    前記超伝導ループの第１、第２、第３、及び第４のインダクタンスであって、それぞれが、それぞれのジョセフソンパラメトリック増幅器のインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合される第１、第２、第３、及び第４のインダクタンス；及び
    パリティ執行ジョセフソンパラメトリック増幅器を含み、
    前記パリティ執行ジョセフソンパラメトリック増幅器は前記超伝導ループへ連通可能に結合される、量子プロセッサ。
13. 前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器のそれぞれはそれぞれの対の超伝導マイクロ波共振器を含み、前記それぞれの対の超伝導マイクロ波共振器の各超伝導マイクロ波共振器は複合化複合ジョセフソン接合により互いに連通可能に結合される、請求項１２に記載の量子プロセッサ。
14. 前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器のそれぞれは、
    それぞれの複合化複合ジョセフソン接合；及び
    前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたそれぞれの第１の制御回路を含み、各それぞれの第１の制御回路は：
    前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたアナログＤＣ電流バイアス；
    前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）；及び
    それぞれの第１のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合されたそれぞれの第１のマイクロ波ドライブを含み、
    前記それぞれの第１のチューニング可能相互インダクタンスは、前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、請求項１３に記載の量子プロセッサ。
15. 前記それぞれの第１の制御回路の各第１の制御回路の前記それぞれの第１のチューニング可能相互インダクタンスは、前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合され、前記アナログＤＣ電流バイアスのそれぞれ及び前記それぞれの第１の制御回路の前記ＤＡＣのそれぞれは、前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項１４に記載の量子プロセッサ。
16. 各それぞれの第１の制御回路は、第１の角周波数において共振ドライブを介し及び第２の角周波数においてパラメトリックドライブを介し実効ハミルトニアンのＸ項及びＺ項の強さを制御するように動作可能であり、前記第２の角周波数は前記第１の角周波数の２倍と時間依存デチューニング周波数との差に等しい、請求項１４に記載の量子プロセッサ。
17. 前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器のそれぞれはさらに、それぞれの第２の制御回路を含み、
    各それぞれの第２の制御回路はそれぞれの第２のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合されたそれぞれの第２のマイクロ波ドライブを含み、
    各それぞれの第２のチューニング可能相互インダクタンスは、前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、請求項１４に記載の量子プロセッサ。
18. 前記それぞれの第２の制御回路の各それぞれの第２チューニング可能相互インダクタンスは、前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項１７に記載の量子プロセッサ。
19. 各それぞれの第１及び第２のチューニング可能相互インダクタンスは複合ジョセフソン接合により遮断される超伝導ループを含む、請求項１７に記載の量子プロセッサ。
20. 前記第１、第２、第３、及び第４のジョセフソンパラメトリック増幅器の前記それぞれの対の前記超伝導マイクロ波共振器のそれぞれは、同軸伝送線路共振器、及び互いに直列に電気的に連通可能に結合された複数のＬＣ回路を含むラダー回路のうちの１つである、請求項１３に記載の量子プロセッサ。