TWI839189B - 用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之裝置、方法及系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於管理量子位元之間的耦合之技術及耦合器。一耦合器可在一第一量子位元與第二量子位元之間，且連接至該第一量子位元及該第二量子位元。該耦合器可包含三個約瑟夫森接面(JJ)。第一及第二JJ可為對稱的，此促進產生一第一振盪模式及與該第一模式相反之第二振盪模式。第三JJ促進該第一模式與該第二模式之間的一劃分。該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ閘之一啟動狀態可基於第一模式之激發狀態及第一模式與第二模式之間的一關係來控制，該激發狀態係基於一脈衝是否施加至該耦合器。當無脈衝施加時，ZZ閘處於非作用中且不存在耦合。當施加脈衝時，第一模式處於啟動ZZ閘之激發態，且量子位元之間存在一耦合。

Description

用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之裝置、方法及系統

本發明係關於量子電路系統，且更具體而言，係關於用於量子閘之多模耦合器。

量子電腦可包含可對資料執行量子運算之量子位元群組。量子電路可包含量子位元、約瑟夫森接面(Josephson junction)、耦合器、諧振器、電容器(例如，量子位元並聯電容器及/或其他電容器)、電感器、波導及/或其他量子電路組件、量子電路元件或電路系統。耦合器可用於經由量子邏輯閘實現一對量子位元之間的量子位元至量子位元相互作用或耦合。舉例而言，關於一些現有耦合技術，電容器可在兩個transmon型量子位元之間，其中電容器可用作耦合器。若量子位元在頻率空間中彼此失諧，則充當耦合器之電容器可促進提供始終開啟的ZZ耦合。

上述背景描述僅意欲提供關於量子電路系統及耦合器之上下文概述，且不意欲為詳盡的。

以下呈現用以提供對所揭示主題之一或多個實施例之基本理解的概述。此概述並不意欲識別關鍵或重要元件，或劃定特定實施例之任何範疇或申請專利範圍之任何範疇。其唯一目的在於以簡化形式呈現概 念作為稍後呈現之更詳細描述的序言。在本文中所描述之一或多個實施例中，呈現可促進產生及/或利用可管理量子位元之間的相互作用及耦合之耦合器的系統、裝置、結構、方法、設備及/或電腦程式產品。

根據一實施例，一種裝置可包含一第一電子元件及一第二電子元件。該裝置亦可包含一耦合器組件，其連接至該第一電子元件及該第二電子元件，其中該耦合器組件包含一量子電路中之一第一約瑟夫森接面、一第二約瑟夫森接面及與該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面相關聯之一第三約瑟夫森接面，且其中，基於該量子電路中之該第一約瑟夫森接面、該第二約瑟夫森接面及該第三約瑟夫森接面之間的一關係，該耦合器組件可具有一第一振盪模式及一第二振盪模式。該裝置之此實施例可提供許多優點，包括該裝置可增強電子元件之間的耦合之效率及可靠性。

在一些實施例中，該量子電路中之該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面之間的一幾何形狀可使得相對於該第一電子元件及該第二電子元件，該第一模式具有一第一耦合正負號，且該第二模式具有一第二耦合正負號，且其中該第二正負號可與該第一正負號相反。在某些實施例中，該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面可實質上類似。該第一約瑟夫森接面可位於一第一電容式襯墊與一第三電容式襯墊之間，該第二約瑟夫森接面可位於一第二電容式襯墊與該第三電容式襯墊之間，且該第三約瑟夫森接面可位於該第三電容式襯墊與一接地元件之間。在一些實施例中，與該第一模式相關聯之一第一頻率或與該第二模式相關聯之一第二頻率可基於與該第三約瑟夫森接面相關聯之一參數及該量子電路中之該第一約瑟夫森接面、該第二約瑟夫森接面及該第三約瑟夫森接面之間的一 幾何形狀來定義。該裝置之此類實施例可提供許多優點，包括該裝置可期望地增強電子元件之間的耦合之效率及可靠性，增加耦合器組件之啟動速度且提供期望的快速ZZ閘，且減少與電子元件之耦合相關所消耗之電力量。

根據另一實施例，一種裝置可包含一耦合器組件，其可與一第一量子組件及一第二量子組件相關聯。該耦合器組件可包含一約瑟夫森接面及可與該約瑟夫森接面相關聯之一諧振器，其中該約瑟夫森接面可與一第一振盪模式相關聯，且該諧振器可與一第二振盪模式相關聯。該裝置之此實施例可提供許多優點，包括該裝置可增強量子組件之間的耦合之效率及可靠性。

在某些實施例中，該諧振器可為一λ/4型諧振器，其中相對於該第一量子組件及該第二量子組件，該第一模式可與一第一耦合正負號相關聯，且該第二模式可與一第二耦合正負號相關聯，且該第二正負號可不同於該第一正負號。該裝置之此類實施例可提供許多優點，包括該裝置可期望地增強量子組件之間的耦合之效率及可靠性，增加耦合器組件之啟動速度且提供期望的快速ZZ閘，且減少與量子組件之耦合相關所消耗之電力量。

根據又另一實施例，一種方法可包含基於一脈衝是否施加至一耦合器裝置來控制該耦合器裝置之一第一振盪模式之激發，其中該耦合器裝置可包含該第一振盪模式及可與該第一振盪模式相反之一第二振盪模式，且其中該耦合器裝置可電連接於一第一量子組件與一第二量子組件之間。該方法亦可包含基於對該第一振盪模式之該激發之該控制來控制在該第一量子組件與該第二量子組件之間產生一ZZ閘。該方法之此類實施 例可提供許多優點，包括該方法可增強量子組件之間的耦合之效率及可靠性。

在一些其他實施例中，該方法可包含將該脈衝施加至該耦合器裝置，及回應於將該脈衝施加至該耦合器裝置，產生該耦合器裝置之該第一振盪模式之該激發。該方法進一步可包含回應於產生該第一振盪模式之該激發，在該第一量子組件與第二量子組件之間產生該ZZ閘。在另其他實施例中，該方法可包含回應於無脈衝施加至該耦合器裝置，可抑制該第一量子組件與該第二量子組件之間的一ZZ相互作用或一耦合。該方法之此類其他實施例可提供許多優點，包括該方法可期望地增強量子組件之間的耦合之效率及可靠性，增加耦合器組件之啟動速度且提供期望的快速ZZ閘，且減少與量子組件之耦合相關所消耗之電力量。

根據又另一實施例，一種系統可包含一第一量子位元及一第二量子位元。該系統亦可包含可與該第一量子位元及該第二量子位元相關聯之一耦合器裝置。該耦合器裝置可包含一第一振盪模式及一第二振盪模式。該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ閘之一啟動狀態可基於該第一模式之一激發狀態及該第一模式與該第二模式之間的一關係來管理，其中該激發狀態可基於一脈衝是否施加至該耦合器裝置。該系統之此實施例可提供許多優點，包括該系統可增強量子位元之間的耦合之效率及可靠性。

在一些實施例中，該脈衝可為一射頻脈衝，其中，回應於該射頻脈衝施加至該耦合器裝置，可激發該第一模式。基於激發該第一模式，可啟動該第一量子位元與該第二量子位元之間的該ZZ閘，其可實現該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ相互作用或一耦合。在某 些實施例中，回應於無脈衝施加至該耦合器裝置，該第一模式及該第二模式可處於一未激發態。基於該第一模式及該第二模式處於該未激發態，該ZZ閘可為非作用中的，且可抑制該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ相互作用或一耦合。

在某些實施例中，該耦合器裝置可包含一電路中之一第一約瑟夫森接面、一第二約瑟夫森接面及可與該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面相關聯之一第三約瑟夫森接面。該第一模式及該第二模式可基於該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱且基於與該第三約瑟夫森接面相關聯之一參數。基於該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱，相對於該第一量子位元及該第二量子位元，該第一模式可具有一第一耦合正負號，且該第二模式可具有一第二耦合正負號，其中該第二正負號可與該第一正負號相反。

在其他實施例中，該耦合器裝置可包含一約瑟夫森接面及一λ/4型諧振器。該約瑟夫森接面可與該第一振盪模式相關聯，且該λ/4型諧振器可與該第二模式相關聯。相對於該第一量子位元及該第二量子位元，該第一模式可與一第一耦合正負號相關聯，且該第二振盪模式可與一第二耦合正負號相關聯，其中該第二正負號可與該第一正負號相反。

該系統之此類實施例可提供許多優點，包括該裝置可期望地增強量子位元之間的耦合之效率及可靠性，增加耦合器組件之啟動速度且提供期望的快速ZZ閘，且減少與量子位元之耦合相關所消耗之電力量。

根據又另一實施例，一種系統可包含可與一第一電子元件及一第二電子元件相關聯之一耦合器組件。該耦合器組件可包含一第一耦 合器元件及一第二耦合器元件。該耦合器組件可包含與一第一頻率相關聯之一第一模式及與一第二頻率相關聯之一第二模式，其中基於該第一耦合器元件與該第二耦合器元件之間的一關係，該第二模式可能夠與該第一模式相反。該系統之此實施例可提供許多優點，包括該系統可增強電子元件之間的耦合之效率及可靠性。

此等及其他特徵將自其說明性實施例之以下詳細描述變得顯而易見，該詳細描述將結合隨附圖式來閱讀。

100:系統

102:第一量子位元

104:第二量子位元

106:耦合器組件

108:第一量子組件

110:第二量子組件

112:第一振盪模式

114:第二振盪模式

116:電荷線

200:系統

202:第一量子位元

204:第二量子位元

206:耦合器組件

208:第一JJ

210:第二JJ

212:第一振盪模式

214:第二振盪模式

216:第三JJ

218:襯墊

220:襯墊

222:襯墊

224:接地

226:電荷線

228:電容器

230:電容器

232:電容器

234:電容器

236:電容器

238:電容器

240:電容器

242:電容器

400:系統

402:第一量子位元

404:第二量子位元

406:耦合器組件

408:第一JJ

410:第二JJ

412:第一振盪模式

414:第二振盪模式

416:第三JJ

418:第四JJ

420:電荷線

422:襯墊

424:襯墊

426:襯墊

428:接地

430:襯墊

432:襯墊

434:線圈組件

500:曲線圖

502:資料點

504:資料點

506:資料點

508:資料點

510:資料點

512:參考標號

600:曲線圖

602:資料點

604:資料點

606:資料點

608:資料點

610:資料點

612:參考標號

614:資料點

700:系統

702:第一量子位元

704:第二量子位元

706:耦合器組件

708:JJ

710:L/4諧振器

712:第一振盪模式

714:第二振盪模式

716:電荷線

718:JJ

720:電容器

722:電容器

724:電容器

726:接地

728:JJ

730:電容器

732:電容器

734:電容器

736:電容器

738:電容器

740:電容器

742:電容器

744:電容器

746:電感器

748:電容器

750:電容器

752:電容器

754:電容器

756:襯墊

758:襯墊

900:系統

902:第一量子位元

904:第二量子位元

906:耦合器組件

908:JJ

910:L/4諧振器

912:第一振盪模式

914:第二振盪模式

916:電荷線

918:第二JJ

920:線圈組件

922:襯墊

924:襯墊

926:襯墊

928:襯墊

930:襯墊

932:襯墊

934:接地

1000:曲線圖

1002:資料點

1004:峰值

1006:峰值

1100:曲線圖

1102:資料點

1104:參考標號

1200:系統

1202:處理器組件

1204:資料儲存區

1206:裝置形成組件

1208:裝置

1210:晶片

1212:量子位元

1214:耦合器組件

1216:JJ

1218:電容器

1220:諧振器

1222:電感器

1224:電路系統

1300:方法

1302:操作

1304:操作

1400:方法

1402:操作

1404:操作

1406:操作

1408:操作

1410:操作

1500:操作環境

1512:電腦

1514:處理單元

1516:系統記憶體

1518:系統匯流排

1520:揮發性記憶體

1522:非揮發性記憶體

1524:磁碟儲存器

1526:介面

1528:作業系統

1530:系統應用程式

1532:程式模組

1534:程式資料

1536:輸入裝置

1538:介面埠

1540:輸出裝置

1542:輸出配接器

1544:遠端電腦

1546:記憶體儲存裝置

1548:網路介面

1550:通信連接

圖1繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件之實例非限制性系統的方塊圖，該耦合器組件可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖2描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件(例如，facemon耦合器組件)之實例非限制性系統的示意圖，該耦合器組件可採用多約瑟夫森接面配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖3描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件之實例非限制性系統的圖(例如，量子電路佈局圖)，該耦合器組件可採用多約瑟夫森接面配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖4繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含可調諧耦合器組件之實例非限制性系統的圖，該可調諧耦合器組件可採用多約瑟夫森接面配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖5呈現根據所揭示主題之各種態樣及實施例的當與facemon耦合器組件相關聯之頻率高於與量子位元相關聯之頻率時 facemon耦合器組件之模擬之實例曲線的圖。

圖6描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的當與facemon耦合器組件相關聯之頻率低於與量子位元相關聯之頻率時facemon耦合器組件之模擬之實例曲線的圖。

圖7描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件之實例非限制性系統的示意圖，該耦合器組件可採用約瑟夫森接面及諧振器配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖8描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件之實例非限制性系統的圖(例如，量子電路佈局圖)，該耦合器組件可採用約瑟夫森接面及諧振器配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖9繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含可調諧耦合器組件之實例非限制性系統的方塊圖，該可調諧耦合器組件可採用約瑟夫森接面及諧振器配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。

圖10呈現根據所揭示主題之各種態樣及實施例的耦合器組件之基態耦合之模擬之實例曲線的圖，該耦合器組件可採用約瑟夫森接面及諧振器配置。

圖11描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的耦合器組件之閘速度之模擬之實例曲線的圖，該耦合器組件可採用約瑟夫森接面及諧振器配置。

圖12描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可用於產生、形成或設計裝置之實例系統的方塊圖，該裝置包含量子位元、耦合器組件及/或其他量子組件、元件或電路系統。

圖13繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可控制第一量子組件與第二量子組件之間的耦合之實例非限制性方法的流程圖。

圖14描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可採用可控制第一量子位元與第二量子位元之間的耦合之多約瑟夫森接面耦合器組件之實例非限制性方法的流程圖。

圖15繪示可促進本文中所描述之一或多個實施例之實例非限制性操作環境的方塊圖。

以下詳細描述僅為說明性的且並不意欲限制實施例及/或實施例之應用或使用。此外，並不意欲受在前述先前技術或發明內容部分中或在實施方式部分中所呈現之任何明示或暗示資訊的約束。

現參考圖式描述一或多個實施例，其中相同附圖標號始終用於指相同元件。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述許多特定細節以便提供對一或多個實施例之更透徹理解。然而，明顯地，在各種情況下，可在無此等特定細節之情況下實踐一或多個實施例。

量子電腦可包含可對資料執行量子運算之量子位元群組。在包含量子位元之量子電路中，耦合器可用於實現一對量子位元之間的量子位元至量子位元相互作用或耦合以產生量子邏輯閘。舉例而言，電容器可在兩個transmon型量子位元之間，其中電容器可用作耦合器。若量子位元在頻率空間中彼此失諧，則充當耦合器之電容器可促進提供始終開啟的ZZ耦合。在足夠大的量子位元-量子位元失諧下操作，此始終開啟的耦合可足夠小到可以使用，但此耦合器可能不期望地低效。此外，可使用合適之微波驅動來啟動ZX(例如，交叉諧振)或ZZ(例如，嗤嗤聲)閘。

用於耦合量子位元之另一現有技術可涉及量子位元何時變為通量可調諧的。在通量可調諧量子位元之情況下，一對通量可調諧量子位元之間的耦合可藉由改變量子位元之頻率來調諧。又另一現有方法為使用諧振器作為耦合器。藉由對諧振器供能，可在該對量子位元之間執行諧振器誘導相位(RIP)。

現有通量調諧閘通常可比現有微波啟動閘及現有RIP閘表現得相對更好。現有RIP閘在效能上可能相對有限，此係由於必須驅動閘與耦合器頻率失諧很遠或由於必須使用極長脈衝來產生接近失諧的脈衝。然而，現有耦合器及耦合器方法可能不期望地低效及/或另外缺乏效能，因為此類現有耦合器可利用不期望(例如，低效、不合適或次最佳)的電力量，可具有可能導致較慢閘之不期望的緩慢啟動，及/或可能遭受其他類型之缺陷。

可期望增強(例如，增加、改良或最佳化)耦合器組件之效率、可靠性及效能，且減少與量子位元之耦合相關所消耗之電力量。亦可期望增強量子位元之間的相互作用及耦合之管理。可進一步期望管理量子位元之間的相互作用及耦合，而不必使耦合器失諧。亦可期望增加耦合器之啟動速度且提供期望的快速閘用於耦合。

所揭示主題包含耦合器組件及技術，其可具有許多優點且可克服現有耦合器及耦合技術之各種缺陷。與現有耦合器及技術相比，用於量子位元耦合之所揭示耦合器組件及技術可具有增強的效率、可靠性及效能，可增強量子位元之間的相互作用及耦合之管理，且可減少與管理量子位元之耦合相關所消耗之電力量。用於量子位元耦合之所揭示耦合器組件及技術可期望地管理量子位元之耦合，而不必使耦合器失諧。與現有耦 合器及技術相比，用於量子位元耦合之所揭示耦合器組件及技術亦可期望地增加此耦合器組件之啟動速度，且提供期望的快速閘用於耦合。

為此，本文中所描述之各種實施例係關於用於管理量子位元之間的耦合之技術。耦合器組件可在量子電路中之第一量子位元與第二量子位元之間，且與第一量子位元及第二量子位元相關聯(例如，連接至第一量子位元及第二量子位元)。耦合器組件可管理第一量子位元與第二量子位元之間的ZZ閘、相互作用及/或耦合。在某些實施例中，量子位元可為transmon量子位元。ZZ閘可涉及一個量子位元之頻率取決於另一量子位元之頻率狀態，及其他量子位元是否經供能。換言之，ZZ閘可為一個量子位元之頻率可取決於另一量子位元之激發或供能狀態，使得若你激發量子位元中之一者，則另一量子位元之頻率可改變。關於ZZ閘或ZZ相互作用可存在對稱性，其中若你激發第一量子位元，則第二量子位元之頻率可改變某一量，且若你相反地激發第二量子位元，則第一量子位元之頻率可改變相同的某一量。

在一些實施例中，耦合器組件(例如，由脈衝啟動之ZZ(ZZAP)耦合器)可為可包含三個約瑟夫森接面(JJ)之facemon耦合器組件，該等三個約瑟夫森接面可經構造、經設計及/或經配置於量子電路中，使得第一JJ及第二JJ可相對於彼此對稱或至少實質上對稱，其中，部分由於第一JJ與第二JJ之間的對稱性或至少實質對稱性，耦合器組件可與第一振盪模式及第二振盪模式相關聯，且其中第三JJ可促進(例如，啟用或允許)第一模式與第二模式之間的劃分(例如拆分)。舉例而言，第一JJ與第二JJ之間的對稱性可使得與耦合器組件之JJ相關聯的振盪模式混雜成兩個振盪模式(例如，第一模式及第二模式)。第一模式可為偶數模式，且第二模式 可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元與第二量子位元之間(或若耦合器組件位於第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間且與第一電子元件或組件及第二電子元件或組件相關聯(例如，連接至第一電子元件或組件及第二電子元件或組件)，則在第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間)提供相反耦合正負號(例如，分別為耦合正號及耦合負號)。第一模式與第二模式之間的劃分可基於與第三JJ相關聯之參數(例如，臨界電流、電感、阻抗、電阻或其他參數)來設置、選擇、調整或判定。

與耦合器組件及量子位元相關聯之ZZ閘(例如，ZZAP閘)的啟動狀態，及藉此第一量子位元與第二量子位元之間的耦合可基於第一模式之激發狀態及第一模式與第二模式之間的關係(例如，第一模式及第二模式可提供相反耦合正負號)來控制。激發狀態可基於脈衝(例如，射頻(RF)或pi型脈衝)是否施加至耦合器組件。當無脈衝施加至耦合器組件時，第一模式可處於基態，且因此，ZZ閘可處於非作用中狀態，且第一量子位元與第二量子位元之間可不存在耦合。此可能係因為，當無脈衝施加時，且第一模式及第二模式兩者可處於基態，且部分地由於第一模式與第二模式之間的對稱性及與第一模式及第二模式相關聯之相反耦合正負號，第二模式可干擾第一模式且可取消或抑制(例如壓制)第一量子位元與第二量子位元之間的耦合。當脈衝(例如，在與第一模式相關聯之第一頻率下的脈衝)施加至耦合器組件(例如，經由量子電路中之電荷線)時，第一模式可處於激發態，且因此，ZZ閘極可處於作用中狀態，且第一量子位元與第二量子位元之間可存在耦合。在其他實施例中，ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元與第二量子位元之間的耦合可基於第二模式相對 於耦合器組件之基態是否處於激發態(例如，基於施加在與第二模式相關聯之第二頻率下的脈衝)來控制，而非基於第一模式相對於接地之基態是否處於激發態。

在一些實施例中，耦合器組件可為可調諧的，使得可期望地調諧與第二JJ相關聯之一或多個參數(例如，頻率或其他參數)。舉例而言，耦合器組件可包含可與第二JJ並聯之第四JJ，及可接近於第二JJ及第四JJ(例如，在其限定距離內)之電線組件。與第二JJ相關聯之一或多個參數可基於電線組件中之電流(例如，電流量)及電線組件與第二JJ及第四JJ之接近度(例如，基於提供至第二JJ及/或第四JJ之電磁場的量)來調諧(例如，修改、調整或改變)。

在某些實施例中，耦合器組件可為可包含JJ及λ(L)/4諧振器之L4ZZAP耦合器組件，該JJ及該λ(L)/4諧振器可彼此並聯地配置於量子電路中，其中JJ可與第一振盪模式相關聯，且L/4諧振器可與第二振盪模式相關聯。第一模式可為偶數模式，且第二模式可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元與第二量子位元之間提供相反耦合正負號。

與耦合器組件及量子位元相關聯之ZZ閘的啟動狀態，及藉此第一量子位元與第二量子位元之間的耦合可基於第一模式之激發狀態及第一模式與第二模式之間的關係(例如相反關係)來控制。激發狀態可基於脈衝(例如，RF或pi型脈衝)是否施加至耦合器組件。當無脈衝施加至耦合器組件時，第一模式可處於基態，且因此，ZZ閘可處於非作用中狀態，且第一量子位元與第二量子位元之間可不存在耦合。此可能係因為，當無脈衝施加時，第一模式及第二模式兩者可處於基態，且部分地由於與第一模式及第二模式相關聯之相反耦合正負號，與L/4諧振器相關聯之第二模 式可干擾與該JJ相關聯之第一模式且可藉此取消或抑制第一量子位元與第二量子位元之間的耦合。當脈衝(例如，在與第一模式相關聯之第一頻率下的脈衝)施加至耦合器組件(例如，經由量子電路中之電荷線)時，第一模式可處於激發態，且因此，ZZ閘極可處於作用中狀態(例如，可產生ZZ閘)，且第一量子位元與第二量子位元之間可存在耦合。在其他實施例中，ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元與第二量子位元之間的耦合可基於第二模式相對於接地之基態是否處於激發態(例如，基於施加在與第二模式相關聯之第二頻率下的脈衝)及第一模式與第二模式之間的關係來控制，而非基於第一模式相對於接地之基態是否處於激發態。

在一些實施例中，耦合器組件(例如，L4ZZAP耦合器組件)可為可調諧的，使得可期望地調諧與JJ相關聯之一或多個參數(例如，頻率或其他參數)。舉例而言，耦合器組件可包含可與JJ並聯之第二JJ，及可接近於JJ及第二JJ之線圈組件。與JJ相關聯之一或多個參數可基於線圈組件中之電流及線圈組件與JJ及第二JJ之接近度來調諧。

現將關於圖式描述所揭示主題之此等及其他態樣及實施例。

圖1繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件之實例非限制性系統100的方塊圖，該耦合器組件可管理量子位元之間的相互作用或耦合。系統100可包含可經配置以執行一或多個所要功能之各種組件及電路系統(例如，量子組件及電路系統)，諸如本文中所描述。系統100可包含例如多量子位元裝置或封裝或者為多量子位元裝置或封裝之部分，該多量子位元裝置或封裝可具有可變化之尺寸(例如，系統100可存在於其上之積體電路(IC)晶片可具有尺寸)。其中該裝置或封裝 之長度可在例如約數毫米至約數十毫米之範圍內，該裝置或封裝之寬度可例如在約數毫米至約數十毫米之範圍內，且厚度可在例如約1毫米(mm)至約3mm之範圍內。應瞭解且理解，該裝置或封裝之此等尺寸為例示性的，且根據其他實施例，該裝置或封裝可具有與本文中所描述之實例尺寸不同(例如，更小或更大)的尺寸。

在一些實施例中，系統100可包含第一量子位元102及第二量子位元104，其可形成為量子電路之部分，該量子電路可形成於在晶粒上形成之晶片堆疊(例如IC晶片)上。第一量子位元102及第二量子位元104可為量子電腦(例如，超導量子電腦)之量子位元群組之部分。在某些實施例中，第一量子位元102及第二量子位元104可為transmon量子位元，但在其他實施例中，第一量子位元102及第二量子位元104可為不同類型之量子位元。第一量子位元102及第二量子位元104各自可包含例如更多約瑟夫森接面中之一者及可與一或多個約瑟夫森接面相關聯之並聯電容器。

可期望(例如想要)管理(例如控制)量子位元(諸如第一量子位元102與第二量子位元104)之間(或第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間)的相互作用或耦合。根據各種實施例，系統100可包含耦合器組件106，該耦合器組件可實現且管理第一量子位元102與第二量子位元104之間的相互作用及耦合。耦合器組件106可(例如，邏輯上或實體上)位於量子電路中之第一量子位元102與第二量子位元104之間。耦合器組件106之一端(例如，第一埠或引線)可與第一量子位元102相關聯(例如，連接至第一量子位元102)，且耦合器組件106之另一端(例如，第二埠或引線)可與第二量子位元104相關聯(例如，連接至第二量子位元104)。耦合器組件106可實現量子位元至量子位元相互作用(例如，第一量子位元102 與第二量子位元104之間的相互作用)，該等相互作用可允許量子邏輯閘。應瞭解且理解，雖然本文中關於兩個量子位元之間的耦合器組件描述一些實施例，但根據各種其他實施例，耦合器組件可在電子電路(例如，量子電路)之第一電子元件或組件(例如，量子元件或組件)與第二電子元件或組件之間，且連接至該第一電子元件或組件及該第二電子元件或組件，其中期望(例如想要)管理第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間的耦合。

根據各種實施例，耦合器組件106可為一種類型之ZZAP耦合器。在一些實施例中，耦合器組件106可為facemon耦合器組件，其可為多JJ耦合器，諸如本文中更充分地描述。在其他實施例中，耦合器組件106可為L4ZZAP耦合器，其可採用JJ及L/4諧振器，諸如本文中更充分地描述。在某些實施例中，耦合器組件106可為可調諧耦合器組件，其可使得期望地調諧(例如，修改、調整或改變)與耦合器組件106相關聯之一或多個參數(例如，頻率或另一所要參數)，諸如本文中更充分地描述。

耦合器組件106可包含第一量子組件108(例如，第一JJ)及第二量子組件110(例如，第二JJ或L/4諧振器)。在某些實施例中，耦合器組件106可包含其他組件(例如，第三JJ、一或多個電容器、一或多個電感器或另一類型之組件)，諸如本文中所描述。第一量子組件108及第二量子組件110可相對於彼此經構造、經設計及/或經配置於量子電路中，使得可產生多個振盪模式，其中多個模式可包含第一振盪模式112及第二振盪模式114。第一模式112可為偶數模式，且第二模式114可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元102與第二量子位元104之間(或在第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間)提供相反耦合符合。舉例而言， 第一模式112可與(例如，可提供)第一耦合正負號(例如，耦合正號)相關聯，且第二模式114可與第二耦合正負號(例如，耦合負號)相關聯，該第二耦合正負號可與第一正負號相反。在某些實施例中，第一量子組件108(例如，第一JJ)及第二量子組件110(例如，第二JJ)可相對於彼此對稱或至少實質上對稱以促進產生相反模式(例如，可提供相反耦合正負號之第一模式112及第二模式114)。

耦合器組件106可期望地(例如，合適地，增強地或最佳地)管理第一量子位元102與第二量子位元104之間的閘(諸如ZZ閘)，以促進期望地管理第一量子位元102與第二量子位元104之間的相互作用及耦合。ZZ閘(例如ZZAP閘)可具有啟動狀態，該啟動狀態可包含非作用中狀態(例如關閉閘)或作用中狀態(例如打開閘)。ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元102與第二量子位元104之間的耦合可基於第一模式112之激發狀態及第一模式與第二模式114之間的關係(例如，與第一模式112及第二模式114相關聯之相反耦合正負號)來控制。激發狀態可基於脈衝(例如，RF或pi型脈衝)是否經由電荷線116施加至耦合器組件106，該電荷線可位於量子電路中之耦合器組件106中或接近於耦合器組件106(例如，在其限定距離內)。當無脈衝施加至耦合器組件106時，第一模式112及第二模式114兩者可處於基態，且因此，ZZ閘可處於非作用中狀態，且第一量子位元102與第二量子位元104之間可不存在耦合。此可能係因為，當無脈衝施加至耦合器組件106時，第一模式112及第二模式114兩者可處於基態，且部分地由於第一模式112與第二模式114之間的關係，第二模式114可干擾第一模式112且可取消或抑制(例如壓制或制止)第一量子位元102與第二量子位元104之間的耦合。當脈衝(例如，在與第一模式112相關聯之第一 頻率下的RF或pi型脈衝)經由電荷線116施加至耦合器組件106(例如，藉由將所要電壓或電流供應至電荷線116)時，第一模式112可處於激發態，且因此，ZZ閘可處於作用中狀態，且耦合器組件106可在此處實現第一量子位元102與第二量子位元104之間的耦合。在其他實施例中，ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元102與第二量子位元104之間的耦合可基於第二模式114相對於與耦合器組件106相關聯之接地的基態是否處於激發態(例如，基於施加在與第二模式114相關聯之第二頻率下的脈衝)及第一模式112與第二模式114之間的關係來控制，而非基於第一模式112相對於接地之基態是否處於激發態。

耦合器組件106可藉此期望地(例如，合適地，增強地或最佳地)管理第一量子位元102與第二量子位元之間的耦合，而不必利用通量調諧閘且不必利用具有始終開啟耦合之微波啟動閘。

圖2及圖3描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件(例如，facemon耦合器組件)之實例非限制性系統200的示意圖，該耦合器組件可採用多JJ配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。圖2描繪非限制性實例系統200之示意圖，且圖3描繪非限制性實例系統200之圖(例如，量子電路佈局圖)。系統可包含可經配置以執行一或多個所要功能之各種組件及電路系統(例如，量子組件及電路系統)，諸如本文中所描述。系統200可包含第一量子位元202及第二量子位元204。在一些實施例中，第一量子位元202及第二量子位元204可為transmon量子位元。在其他實施例中，第一量子位元202及第二量子位元204可為不同類型之量子位元。

根據各種實施例，系統200可包含耦合器組件206，該耦合 器組件可實現且管理第一量子位元202與第二量子位元204之間(或若耦合器組件206位於第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間且與第一電子元件或組件及第二電子元件或組件相關聯(例如，連接至第一電子元件或組件及第二電子元件或組件)，則在電路中之第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間)的相互作用及耦合。耦合器組件206可(例如，邏輯上或實體上)位於量子電路中之第一量子位元202與第二量子位元204之間。耦合器組件206之一端(例如，第一埠或引線)可與第一量子位元202相關聯(例如，連接至第一量子位元202)，且耦合器組件206之另一端(例如，第二埠或引線)可與第二量子位元204相關聯(例如，連接至第二量子位元204)。

在一些實施例中，耦合器組件206可為可包含三個JJ之facemon耦合器組件，該等三個JJ可經構造、經設計及/或經配置於量子電路中，使得第一JJ 208及第二JJ 210可相對於彼此對稱或至少實質上對稱，其中，部分由於第一JJ 208與第二JJ 210之間的對稱性或至少實質對稱性，耦合器組件206可與第一振盪模式212及第二振盪模式214相關聯，且其中第三JJ 216可促進(例如，啟用或允許)第一模式212與第二模式214之間的劃分(例如拆分)，諸如本文中所描述。在某些實施例中，代替使用第三JJ 216，電感器可用於促進(例如，啟用或允許)第一模式212與第二模式214之間的劃分。第一模式212可與可為約吉赫(GHz)(例如，5.5GHz或大於或小於5.5GHz之其他頻率)之第一頻率相關聯，且第二模式214可與亦可為約吉赫(例如，6.0GHz或大於或小於6.0GHz之其他頻率)但可不同於第一頻率之第二頻率相關聯。在一些實施例中，第一JJ 208、第二JJ 210及/或第三JJ 216可為固定頻率JJ，但在其他實施例中，第一JJ 208、 第二JJ 210及/或第三JJ 216可具有可調整(例如可調諧)頻率。

第一模式212可為偶數模式，且第二模式214可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元202與第二量子位元204之間提供相反或不同耦合正負號(例如，分別為耦合正號及耦合負號)。在一些實施例中，為了促進對稱性且產生相反模式(例如，相對於第一量子位元202及第二量子位元204具有相反耦合正負號之第一模式212及第二模式214)，第一JJ 208及第二JJ 210可標稱地或實質上彼此相同。舉例而言，與第一JJ 208及第二JJ 210相關聯之電容、電感、臨界電流、阻抗及/或電阻可相同或實質上相同(例如，當耦合器組件206處於基態時)。在操作中，第一JJ 208及第二JJ 210可工作或表現得類似非線性電感器。因此，當第一JJ 208(或第二JJ 210)在諧振上被驅動時，第一JJ 208(或第二JJ 210)可獲得能量且激發，其中，若其繼續被諧振驅動，則其可去激發且能量可離開第一JJ 208(或第二JJ 210)。此可與線性諧振器形成對比，其中，若你在諧振上驅動線性諧振器，則線性諧振器可繼續獲得愈來愈多的能量。第一JJ 208與第二JJ 210之間的對稱性或至少實質對稱性可使得耦合器組件206(例如，耦合器組件206之第一JJ 208及第二JJ 210)混雜成兩個振盪模式(例如，第一模式212及第二模式214)，該等振盪模式可相反(例如，偶數模式及奇數模式)。因此，當第一模式212及第二模式214處於基態時，第一模式212及第二模式214可彼此平衡，且可藉此取消或至少實質上取消(例如抑制)第一量子位元202與第二量子位元204之間的相互作用或耦合。

第一模式212與第二模式214之間的劃分可基於與第三JJ 216相關聯之參數(例如，臨界電流、電感、阻抗、電阻或其他參數)來設置、選擇、調整或判定，其中第三JJ 216之不同參數可導致第一模式212 與第二模式214之間的不同劃分(例如，可導致與第一模式212及第二模式214相關聯之不同各別頻率或其他各別參數)。舉例而言，基於與第三JJ 216相關聯之參數，第三JJ 216可促進調諧、調整或設定與第一模式212相關聯之第一頻率、與第二模式214相關聯之第二頻率及/或第一模式212與第二模式214之間的頻率空間(例如，可促進調諧、調整或設定與第一模式212相關聯之第一頻率與同第二模式214相關聯之第二頻率之間的間隔)。

量子電路可包含數個襯墊，包括襯墊218、襯墊220及襯墊222。襯墊218、襯墊220及襯墊222可由所要導電(例如超導)材料形成。在量子電路中，第一JJ 208之各別末端(例如，各別引線或埠)可與襯墊218及襯墊222相關聯(例如，連接至襯墊218及襯墊222)，且第二JJ 210之各別末端可與襯墊220及襯墊222相關聯(例如，連接至襯墊220及襯墊222)。此外，在量子電路中，第三JJ 216之一端可與襯墊222相關聯(例如，連接至襯墊222)以將第三JJ 216連接至第一JJ 208及第二JJ 210，其中第三JJ 216之另一端可與接地224(例如，量子電路接地)相關聯。

耦合器組件206可期望地(例如，合適地，增強地或最佳地)管理第一量子位元202與第二量子位元204之間的閘(諸如ZZ閘)，以促進期望地管理第一量子位元202與第二量子位元204之間的相互作用及耦合。耦合器組件206可基於第一模式212相對於接地224之基態的激發狀態及第一模式212與第二模式214之間的關係(例如，與第一模式212及第二模式214相關聯之相反耦合正負號)來控制ZZ閘(例如ZZAP閘)之啟動狀態，且藉此可控制第一量子位元202與第二量子位元204之間的相互作用或耦合。激發狀態可基於脈衝(例如，RF或pi型脈衝)是否經由電荷線226施加至耦合器組件206，該電荷線可位於量子電路中之耦合器組件206(例 如，位於量子位元袋中或附近，且接近於第三JJ 216或另一組件)中或接近於耦合器組件206(例如，在其限定距離內)。在一些實施例中，第一模式212及/或第二模式214之激發可基於回應於脈衝施加至耦合器組件206第一JJ 208、第二JJ 210及第三JJ 216之集體激發。相反地，當無脈衝施加至耦合器組件206時，由於回應於無脈衝被施加第一JJ 208、第二JJ 210及第三JJ 216之激發集體缺乏，可能缺乏第一模式212及第二模式214之激發。

當無脈衝施加至耦合器組件206時，第一模式212可處於基態，且因此，ZZ閘可處於非作用中狀態，且第一量子位元202與第二量子位元204之間可不存在耦合或至少接近不存在耦合。此可能係因為，當無脈衝經由電荷線226施加至耦合器組件206時，第一模式212及第二模式214兩者可處於基態，且部分地由於第一模式與第二模式之間的對稱性或至少實質對稱性及與第一模式212及第二模式214相關聯之相反耦合正負號，第二模式214可干擾第一模式212且可取消或至少實質上(且合適地或充分地)取消第一量子位元202與第二量子位元204之間的耦合。

當電荷線226基於供應至電荷線226之所要電壓或電流而將脈衝(例如，在與第一模式212相關聯之第一頻率下的RF或pi型脈衝)施加至耦合器組件206時，第一模式212可處於激發態，此可在第一模式212與第二模式214之間產生不平衡，且因此，耦合器組件206可控制ZZ閘以將ZZ閘自非作用中狀態轉變至作用中狀態，且因此，第一量子位元202與第二量子位元204之間可存在相互作用或耦合。耦合器組件206期望地可用諧振脈衝諧振地或非絕熱地驅動以啟動第一量子位元202與第二量子位元204之間的ZZ相互作用或耦合。此可與一些現有耦合器及技術形成對比，該等耦合器及技術必須使用非諧振絕熱驅動機來啟動量子位元之間的ZZ 相互作用或耦合。由於耦合器組件206能夠用諧振脈衝諧振地或非絕熱地驅動以啟動第一量子位元202與第二量子位元204之間的ZZ相互作用或耦合，因此與現有耦合器及技術相比，耦合器組件206期望地可被顯著更快地啟動以獲得顯著更快的閘。此外，耦合器組件206可期望地控制第一量子位元202與第二量子位元204之間的相互作用及耦合，而無需耦合器組件206必須處於始終開啟狀態，此可期望地減少耦合器組件206用於管理第一量子位元202與第二量子位元204之間的相互作用及耦合的電力量(例如，與諸如始終開啟的耦合器之現有耦合器相比)。此外，由於耦合器組件206可為非線性的，因此耦合器組件206可用pi型(例如，pi、2 pi、pi/2、pi/4或其他pi型脈衝)或RF脈衝驅動，該脈衝期望地可使用相對低的電力量，與現有耦合器相比，此亦可增強(例如，改良、增加或最佳化)耦合器組件206之效率。

應瞭解且理解，在其他實施例中，ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元202與第二量子位元204之間的耦合可基於第二模式214相對於接地224之基態是否處於激發態(例如，基於施加在與第二模式214相關聯之第二頻率下的脈衝)及第一模式212與第二模式214之間的關係來控制，而非基於第一模式212相對於接地224之基態是否處於激發態。

在某些實施例中，耦合器組件206可包含可與第三JJ 216相關聯之第三振盪模式。若需要(例如想要)，則可基於第三振盪模式是否處於激發態來控制ZZ閘之啟動狀態，及藉此第一量子位元202與第二量子位元204之間的耦合。舉例而言，ZZ閘可藉由例如基於將在與第三振盪模式相關聯之第三頻率下的脈衝施加至耦合器組件206來激發第三振盪模式而自非作用中狀態轉變至作用中狀態(例如，ZZ閘可接通)。應注意，儘管與 第一模式212或第二模式214之激發相關聯的ZZ閘之速度通常可比與第三振盪模式之激發相關聯的ZZ閘之速度更快。

在一些實施例中，耦合器組件206可經構造以與高於與第一量子位元202及第二量子位元204相關聯之頻率的一或多個頻率相關聯。在其他實施例中，耦合器組件206可經構造以與低於與第一量子位元202及第二量子位元204相關聯之頻率的一或多個頻率相關聯。

在某些實施例中，系統200可包含其他組件，包括例如電容器(C)228、電容器230、電容器232、電容器234、電容器236、電容器238、電容器240及/或電容器242，該等電容器可配置於量子電路中，諸如圖2中所描繪。電容器228可並聯連接至第一JJ 208，且電容器228之各別末端可連接至襯墊218及襯墊222。電容器230可並聯連接至第二JJ 210，且電容器230之各別末端可連接至襯墊220及襯墊222。電容器232可並聯連接至第三JJ 216，且電容器232之各別末端可連接至襯墊222及接地224。電容器234可具有連接至第一JJ 208之一端(例如，引線或板)，且電容器234之另一端可連接至接地224。電容器236可具有連接至第二JJ 210之一端(例如，引線或板)，且電容器236之另一端可連接至接地224。電容器238之一端(例如，引線或板)可連接至襯墊218(及連接至襯墊218之其他組件)，且電容器238之另一端可連接至襯墊220(及連接至襯墊220之其他組件)。在一些實施例中，電容器240(例如，電容式耦合器)可(例如，視情況可)在電容器240之各別末端處安置於襯墊218與第一量子位元202之間且連接至襯墊218及第一量子位元202，且電容器242(例如，電容式耦合器)可(例如，視情況可)在電容器242之各別末端處安置於襯墊220與第二量子位元204之間且連接至襯墊220及第二量子位元204。

圖4繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含可調諧耦合器組件(例如，可調諧facemon耦合器組件)之實例非限制性系統400的方塊圖，該可調諧耦合器組件可採用多約瑟夫森接面配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。系統400可包含第一量子位元402及第二量子位元404。在一些實施例中，第一量子位元402及第二量子位元404可為transmon量子位元，或在其他實施例中，第一量子位元402及第二量子位元404可為不同類型之量子位元。

根據各種實施例，系統400可包含耦合器組件406，該耦合器組件可實現且管理第一量子位元402與第二量子位元404之間(或若耦合器組件406位於第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間且與第一電子元件或組件及第二電子元件或組件相關聯(例如，連接至第一電子元件或組件及第二電子元件或組件)，則在電路中之第一電子元件或組件與第二電子元件或組件之間)的相互作用及耦合。耦合器組件406可(例如，邏輯上或實體上)位於量子電路中之第一量子位元402與第二量子位元404之間。耦合器組件406之一端(例如，第一埠或引線)可與第一量子位元402相關聯(例如，連接至第一量子位元402)，且耦合器組件406之另一端(例如，第二埠或引線)可與第二量子位元404相關聯(例如，連接至第二量子位元404)。

在一些實施例中，耦合器組件406可為可包含四個JJ之可調諧facemon耦合器組件，該等四個JJ可配置於量子電路中，使得第一JJ 408及第二JJ 410可相對於彼此對稱或至少實質上對稱，其中，部分由於此對稱性，耦合器組件406可與第一振盪模式412及第二振盪模式414相關聯，且其中第三JJ 416可促進第一模式412與第二模式414之間的劃分，諸 如本文中所描述。第一模式412可為偶數模式，且第二模式414可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元402與第二量子位元404之間提供相反或不同耦合正負號。在一些實施例中，第一JJ 408及第二JJ 410可彼此標稱地或實質上相同，此可實現第一JJ 408與第二JJ 410之間的此對稱性。在某些實施例中，系統400可包含第四JJ 418，該第四JJ可並聯連接至第二JJ 410以促進耦合器組件406之可調諧性，諸如本文中所描述。

系統400亦可包含電荷線420，該電荷線可位於量子電路中之耦合器組件406中或接近於耦合器組件406(例如，在其限定距離內)。脈衝(例如，RF或pi型脈衝)可經由電荷線420選擇性地施加至耦合器組件406以促進控制第一模式412之激發狀態(或第二模式414之激發狀態)，從而促進控制與耦合器組件406相關聯之ZZ閘的啟動狀態，此可促進控制第一量子位元402與第二量子位元404之間的相互作用或耦合，諸如本文中所描述。耦合器組件406可以與例如圖2及圖3之耦合器組件206相同或類似的方式操作，且本文中所描述，不同之處在於耦合器組件406可為可調諧的，諸如本文中更充分地描述。

系統400之量子電路亦可包含數個襯墊，包括襯墊422、襯墊424及襯墊426。襯墊422、襯墊424及襯墊426可由所要導電(例如超導)材料形成。在量子電路中，第一JJ 408之各別末端(例如，各別引線或埠)可與襯墊422及襯墊426相關聯(例如，連接至襯墊422及襯墊426)，且第二JJ 410之各別末端可與襯墊424及襯墊426相關聯(例如，連接至襯墊424及襯墊426)。此外，在量子電路中，第三JJ 416之一端可與襯墊426相關聯(例如，連接至襯墊426)以將第三JJ 416連接至第一JJ 408及第二JJ 410，其中第三JJ 416之另一端可與接地428相關聯。在一些實施例中，系 統400之量子電路可包含(例如，視情況可包含)可充當電容式耦合器之電容器，其中襯墊430可為可充當將第一量子位元402耦合至耦合器組件406之電容式耦合器的電容器或可與該電容器相關聯，且其中襯墊432可為可充當將第二量子位元404耦合至耦合器組件406之電容式耦合器的電容器或可與該電容器相關聯。

在某些實施例中，為了促進使得期望地調諧耦合器組件406，系統400之量子電路亦可包含線圈組件(COIL COMP)434，其可接近於第二JJ 410及第四JJ 418形成或定位(例如，在其限定距離內)。線圈組件434可包含所要數目個繞組(例如，一個繞組，或多個繞組)，或可包含電線組件(例如，超導電線)，該電線組件可為具有單個繞組之線圈。當需要調諧第二JJ 410時，所要電流可供應至線圈組件434，且線圈組件434中之電流可產生(例如引起)磁通量。所產生之磁通量的量可基於線圈組件434中之電流的量(例如，自線圈組件434之線圈或電線發送之電流的量)，且施加至第二JJ 410及第四JJ 418之通量的量可基於由線圈組件434產生之通量的量及線圈組件434與第二JJ 410及第四JJ 418之接近度。部分由於第四JJ 418並聯連接至第二JJ 410且線圈組件434接近於第二JJ 410及第四JJ 418，與第二JJ 410相關聯之一或多個參數(例如，頻率或另一參數)可基於由線圈組件434產生之磁通量來調諧(例如，修改、調整或改變為更低或更高)。

耦合器組件406出於多種原因而經調諧。舉例而言，在製造耦合器組件406期間，第一JJ 408及第二JJ 410潛在地可能彼此不夠相同，此可導致當耦合器組件406處於基態時，第一模式412及第二模式414彼此不夠相反且不能充分取消第一量子位元402與第二量子位元404之間 的相互作用或耦合。在此情況下，可期望地調諧(例如調整)與第二JJ 410相關聯之一或多個參數(諸如頻率)以使得第二JJ 410與第一JJ 408相同或至少實質上且足夠接近相同，從而使得當耦合器組件406處於基態時，第一模式412及第二模式414彼此足夠相反且充分取消或抑制第一量子位元402與第二量子位元404之間的相互作用或耦合。

作為利用可調諧耦合器組件406之另一實例，耦合器組件406可用於促進產生通量閘(例如，通量ZZ閘)，其中，基於供應至線圈組件434以促進將第二JJ 410之頻率調整至不同頻率的電流，第二JJ 410之頻率可調整至不同頻率以促進使第二模式414與第一模式412失去平衡。調整與第二JJ 410及/或第二模式414相關聯之頻率以促進使第二模式414與第一模式412失去平衡可導致ZZ閘自非作用中狀態轉變至啟動狀態，且第一量子位元402與第二量子位元404之間的所要相互作用或耦合可發生。

簡要轉向圖5，圖5呈現根據所揭示主題之各種態樣及實施例的當與facemon耦合器組件相關聯之頻率高於與量子位元(例如，第一量子位元及第二量子位元)相關聯之頻率時facemon耦合器組件之模擬之實例曲線圖500。曲線圖500呈現各別參數的各別資料點，該等參數包括與facemon耦合器組件相關聯之ZZ閘的ZZ耦合，其具有兩個量子位元之系統(例如，在50百萬赫(MHz)下失諧)與facemon耦合器組件的耦合速率，其中與facemon耦合器組件相關聯之頻率可高於與頻率空間中之兩個量子位元相關聯之頻率。曲線圖500包含可表示當facemon耦合器組件處於基態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點502、可表示當facemon耦合器組件之第一振盪模式(模式A)處於激發態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點504及可表示當facemon耦合器組件之 第二振盪模式(模式B)處於激發態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點506。曲線圖500亦包含可表示當facemon耦合器組件之第一模式(模式A)處於激發態時與facemon耦合器組件相關聯之非諧性的資料點508及可表示當facemon耦合器組件之第二模式(模式B)處於激發態時與facemon耦合器組件相關聯之非諧性的資料點510。

如可在曲線圖500中關於與ZZ閘之ZZ耦合之模擬結果相關的資料點502觀察到，當facemon耦合器組件處於基態時，在約5.5吉赫(GHz)下可存在具有零耦合或有效或近似零耦合之低ZZ耦合區，如在曲線圖500上之參考標號512處所指示。如亦可在曲線圖500中關於資料點502觀察到，當facemon耦合器組件之模式中之一者(例如，第一振盪模式或第二振盪模式)處於激發態(例如，相對於接地之基態)時，ZZ閘之ZZ耦合可增強(例如增加)且對於低於100奈秒(ns)之閘可達到若干MHz，如在曲線圖500之參考標號504及506處所指示。

此外，分別表示關於兩個模式之非諧性模擬結果的資料點508及510可指示facemon耦合器組件可期望地在諧振上驅動，其中facemon耦合器組件能夠返回至基態。facemon耦合器組件可基本上像量子位元一樣工作，且由於facemon耦合器組件可為非線性耦合器，因此facemon耦合器組件可期望地藉由在諧振上驅動來接通及斷開。

簡要地參考圖6，圖6描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的當與facemon耦合器組件相關聯之頻率低於與量子位元(例如，第一量子位元及第二量子位元)相關聯之頻率時facemon耦合器組件之模擬之實例曲線圖600。曲線圖600呈現各別參數的各別資料點，該等參數包括與facemon耦合器組件相關聯之ZZ閘的ZZ耦合，其具有兩個量子位元之系 統(例如，在50百萬赫(MHz)下失諧)與facemon耦合器組件的耦合速率，其中與facemon耦合器組件相關聯之頻率可低於與頻率空間中之兩個量子位元相關聯之頻率。曲線圖600包含可表示當facemon耦合器組件處於基態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點602、可表示當facemon耦合器組件之第一振盪模式(模式A)處於激發態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點604及可表示當facemon耦合器組件之第二振盪模式(模式B)處於激發態時兩個量子位元之間的ZZ相互作用或耦合之資料點606。曲線圖600亦包含可表示當facemon耦合器組件之第一模式(模式A)處於激發態時與facemon耦合器組件相關聯之非諧性的資料點608及可表示當facemon耦合器組件之第二模式(模式B)處於激發態時與facemon耦合器組件相關聯之非諧性的資料點610。

如可在曲線圖600中關於與ZZ閘之ZZ耦合之模擬結果相關的資料點602觀察到，當facemon耦合器組件處於基態時，可存在較寬低ZZ耦合區，如在曲線圖600上之參考標號612處所指示。如亦可在曲線圖600中關於資料點604及資料點606觀察到，當facemon耦合器組件之模式中之一者(例如，第一振盪模式(模式A)或第二振盪模式(模式B))處於激發態(例如，相對於接地之基態)時，ZZ閘之ZZ耦合可增強(例如增加)且可達到約10MHz，同時facemon耦合器組件可將空閒ZZ耦合維持在約1千赫(kHz)，如在曲線圖600之參考標號604處所指示。

曲線圖600亦可包含2chi相關資料點614，其分別可包含可表示當facemon耦合器組件之第一模式(模式A)激發時第二量子位元之頻率偏移的2chiAq2、可表示當facemon耦合器組件之第二模式(模式B)激發時第二量子位元之頻率偏移的2chiBq2、可表示當facemon耦合器組件之 第一模式(模式A)激發時第一量子位元之頻率偏移的2chiAq1及當facemon耦合器組件之第二模式(模式B)激發時第一量子位元之頻率偏移的2chiBq1。如可在曲線圖600中關於資料點602(例如，當facemon耦合器組件處於基態時之ZZ耦合)相對於(例如相比於)與2chi(例如，2chiAq2、2chiBq2、2chiAq1及2chiBq1)相關之各別資料點614觀察到，與當與耦合器組件相關聯之頻率高於與量子位元相關聯之頻率時相比，ZZ/2chi比率似乎在與耦合器組件相關聯之頻率低於與量子位元相關聯之頻率的情況下相對改良。此可允許與量子位元相關聯之更期望的(例如更好的)非重聚焦閘。

圖7及圖8描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含耦合器組件(例如L4ZZAP耦合器組件)之實例非限制性系統700的圖，該耦合器組件可採用JJ及諧振器配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。圖7繪示非限制性實例系統700之示意圖，且圖8繪示非限制性實例系統700之圖(例如，量子電路佈局圖)。系統可包含可經配置以執行一或多個所要功能之各種組件及電路系統(例如，量子組件及電路系統)，諸如本文中所描述。系統700可包含第一量子位元702及第二量子位元704。在一些實施例中，第一量子位元702及第二量子位元704可為transmon量子位元。在其他實施例中，第一量子位元702及第二量子位元704可為不同類型之量子位元。

根據各種實施例，系統700可包含耦合器組件706，該耦合器組件可實現且管理第一量子位元702與第二量子位元704之間的相互作用及耦合。耦合器組件706可(例如，邏輯上或實體上)位於量子電路中之第一量子位元702與第二量子位元704之間。耦合器組件706之一端(例 如，第一埠或引線)可與第一量子位元702相關聯(例如，連接至第一量子位元702)，且耦合器組件706之另一端(例如，第二埠或引線)可與第二量子位元704相關聯(例如，連接至第二量子位元704)。

在一些實施例中，耦合器組件706可為可包含JJ 708及L/4諧振器710之L4ZZAP耦合器組件，該JJ及該L/4諧振器可彼此並聯地配置於量子電路中，其中JJ 708可與第一振盪模式712相關聯，且L/4諧振器710可與第二振盪模式714相關聯。第一模式712可為偶數模式，且第二模式714可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元702與第二量子位元704之間提供相反耦合正負號。

耦合器組件706可基於第一模式712之激發狀態及第一模式712與第二模式714之間的關係來控制與耦合器組件706及量子位元702及704相關聯之ZZ閘的啟動狀態，及藉此第一量子位元702與第二量子位元704之間的耦合。激發狀態可基於脈衝(例如，RF或pi型脈衝)是否經由電荷線716施加至耦合器組件706，該電荷線可位於量子電路中之耦合器組件706(例如，位於量子位元袋中或附近，且接近於JJ 708或另一組件)中或接近於耦合器組件706(例如，在其限定距離內)。當無脈衝施加至耦合器組件706時，第一模式712可處於基態，且因此，ZZ閘可處於非作用中狀態，且第一量子位元702與第二量子位元704之間可不存在耦合或至少接近不存在耦合。此可能係因為，當無脈衝施加至耦合器組件706時，且第一模式712及第二模式714兩者可處於基態，部分地由於第一模式712與第二模式714之間的對稱性及與第一模式712及第二模式714相關聯之相反耦合正負號，與L/4諧振器710相關聯之第二模式714可干擾與JJ 708相關聯之第一模式712且可取消或至少實質上(且合適地或充分地)取消或抑制 第一量子位元702與第二量子位元704之間的耦合。當電荷線716基於供應至電荷線716之所要電壓或電流而將脈衝(例如，在與第一模式712相關聯之第一頻率下的RF或pi脈衝)施加至耦合器組件706時，第一模式712可處於激發態，此可在第一模式712與第二模式714之間產生不平衡，且因此，耦合器組件706可控制ZZ閘以將ZZ閘自非作用中狀態轉變至作用中狀態，且因此，第一量子位元702與第二量子位元704之間可藉此存在耦合。因此，耦合器組件706可期望地控制第一量子位元702與第二量子位元704之間的相互作用及耦合，而無需耦合器組件706必須處於始終開啟狀態，此可期望地減少耦合器組件706用於管理第一量子位元702與第二量子位元704之間的相互作用及耦合的電力量(例如，與諸如始終開啟的耦合器之現有耦合器相比)。

進一步關於第一量子位元702、第二量子位元704、耦合器組件706及系統700之其他組件，第一量子位元702可包含可彼此並聯連接之JJ 718及電容器720。第一量子位元702亦可包含各自可在一端處連接至JJ 718及電容器720且可在另一端處連接至接地726之電容器722及電容器724。類似地，第二量子位元704可包含可彼此並聯連接之JJ 728及電容器730。第二量子位元704亦可包含各自可在一端處連接至JJ 728及電容器730且可在另一端處連接至接地726之電容器732及電容器734。

進一步關於JJ 708，電容器736可並聯連接至JJ 708。在JJ 708及電容器736之一端(例如，引線或連接器)處，電容器738及電容器740可連接至JJ 708及電容器736，其中電容器740可在其另一端連接至接地726。在JJ 708及電容器736之另一端處，電容器742及電容器744可連接至JJ 708及電容器736，其中電容器744可在其另一端處連接至接地726。

L/4諧振器710可包含可並聯連接至耦合器組件706之JJ 708的電感器(I)746。電感器746之一端亦可連接至電容器738及740，且電感器746之另一端可連接至電容器742及744，諸如圖7中所描繪。L/4諧振器710亦可包含電容器748及電容器750，該等電容器在一端(例如，引線或連接器)處可分別連接至電容器738及電容器742且在其另一端處可連接至接地726，諸如圖7中所描繪。

在一些實施例中，系統700可包含(例如，視情況可包含)電容器752(例如電容式耦合器)，該電容器可在第一量子位元702與耦合器組件706(例如，耦合器組件706之電容器738)之間且連接至第一量子位元702及耦合器組件706以促進將第一量子位元702耦合至耦合器組件706。系統700亦可包含(例如，視情況可包含)電容器754，該電容器可在第二量子位元704與耦合器組件706(例如，耦合器組件706之電容器742)之間且連接至第二量子位元704及耦合器組件706以促進將第二量子位元704耦合至耦合器組件706。

如圖8之實例量子電路佈局中所描繪，量子電路佈局可包含各種襯墊，包括可對應於電容器748及750之襯墊、可對應於電容器752及754之襯墊及襯墊756及758，其中電容器740可與襯墊756相關聯，且電容器744可與襯墊758相關聯。

圖9繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可包含可調諧耦合器組件(例如，L4ZZAP耦合器組件)之實例非限制性系統900的方塊圖，該可調諧耦合器組件可採用JJ及諧振器配置且可管理量子位元之間的相互作用或耦合。系統900可包含第一量子位元902及第二量子位元904。在一些實施例中，第一量子位元902及第二量子位元904可為 transmon量子位元，或在其他實施例中，第一量子位元902及第二量子位元904可為不同類型之量子位元。

根據各種實施例，系統900可包含耦合器組件906，該耦合器組件可實現且管理第一量子位元902與第二量子位元904之間的相互作用及耦合。耦合器組件906可(例如，邏輯上或實體上)位於量子電路中之第一量子位元902與第二量子位元904之間，且連接至第一量子位元902及第二量子位元904。在一些實施例中，耦合器組件906可為可包含JJ 908及L/4諧振器910之L4ZZAP耦合器組件，該JJ及該L/4諧振器可彼此並聯地配置於量子電路中，其中JJ 908可與第一振盪模式912相關聯，且L/4諧振器910可與第二振盪模式914相關聯。第一模式912可為偶數模式，且第二模式914可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元902與第二量子位元904之間提供相反耦合正負號，諸如本文中所描述。

耦合器組件906可期望地基於第一模式912相對於第二模式914之激發狀態來控制與耦合器組件906及量子位元902及904相關聯之ZZ閘的啟動狀態，及藉此第一量子位元902與第二量子位元904之間的耦合，諸如本文中所描述。激發狀態可基於脈衝(例如，RF或pi型脈衝)是否經由電荷線916施加至耦合器組件906，該電荷線可位於量子電路中之耦合器組件906(例如，位於量子位元袋中或附近，且接近於JJ 908或另一組件)中或接近於耦合器組件906(例如，在其限定距離內)。耦合器組件906可以與例如圖7及圖8之耦合器組件706相同或類似的方式操作，且本文中所描述，不同之處在於耦合器組件906可為可調諧的，諸如本文中更充分地描述。

在一些實施例中，為了促進使得能夠期望地調諧耦合器組 件906，系統900之量子電路亦可包含第二JJ 918及線圈組件920。第二JJ 918可並聯連接至JJ 908(例如，經拆分約瑟夫森接面)。線圈組件920可接近於JJ 908及第二JJ 918形成或定位(例如，在其限定距離內)線圈組件920可包含所要數目個繞組(例如，一個繞組，或多個繞組)，或可包含電線組件(例如，超導電線)，該電線組件可為具有單個繞組之線圈。當需要調諧JJ 908時，所要電流可供應至線圈組件920，且線圈組件920中之電流可產生(例如引起)磁通量。所產生之磁通量的量可基於線圈組件920中之電流的量，且施加至JJ 908及第二JJ 918之通量的量可基於所產生之通量的量及線圈組件920與JJ 908及第二JJ 918之接近度。部分由於第二JJ 918並聯連接至JJ 908且線圈組件920接近於JJ 908及第二JJ 918，與JJ 908相關聯之一或多個參數(例如，頻率或另一參數)可期望地基於由線圈組件920產生之磁通量來調諧(例如，修改、調整或改變為更低或更高)。

在一些實施例中，若自量子裝置之製造來看，與JJ 908相關聯之第一模式912與同L/4諧振器910相關聯之第二模式914並不充分地相反，則線圈組件920及供應至其之電流可期望地調諧(例如調整)與耦合器組件906相關聯之一或多個參數，諸如頻率(例如，耦合器組件906之JJ 908之頻率)，以例如使第二模式914與第一模式912充分相反。在某些實施例中，線圈組件920及供應至其之電流可期望地調諧與耦合器組件906相關聯之一或多個參數，諸如頻率，以促進使第一模式912與第二模式914失去平衡。調整例如與第二模式414失去平衡之第一模式412相關聯之頻率可導致ZZ閘自非作用中狀態轉變至啟動狀態，且第一量子位元902與第二量子位元904之間的所要相互作用或耦合可發生。

系統900之量子電路亦可包含數個襯墊，包括襯墊922、襯 墊924、襯墊926、襯墊928、襯墊930及襯墊932。襯墊922至932可由所要導電(例如超導)材料形成。在量子電路中，JJ 908(及第二JJ 918)之各別末端(例如，各別引線或埠)可與襯墊922及襯墊924相關聯(例如，連接至襯墊922及襯墊924)。此外，在量子電路中，諧振器910可包含電感器及電容器，諸如本文中所描述。諧振器910之電容器可為襯墊926或可與襯墊926相關聯，且諧振器910之另一電容器可為襯墊928或可與襯墊928相關聯。襯墊926及928及諧振器910之相關聯電容器可連接至接地934。在一些實施例中，系統900之量子電路可包含(例如，視情況可包含)可充當電容式耦合器之電容器，其中襯墊930可為可充當將第一量子位元902耦合至耦合器組件906之電容式耦合器的電容器或可與該電容器相關聯，且其中襯墊932可為可充當將第二量子位元904耦合至耦合器組件906之電容式耦合器的電容器或可與該電容器相關聯。

諸如本文中所描述之耦合器組件可具有優於現有耦合器技術之許多優點。舉例而言，相比於現有耦合器，所揭示耦合器組件期望地(例如，適當地，增強地或最佳地)可具有增強之效能及效率，且可提供量子位元之間的相互作用及耦合之增強管理。相比於現有耦合器，所揭示耦合器組件期望地可更快地啟動且可具有更快的閘。所揭示耦合器組件亦可利用比現有耦合器(例如，現有的始終開啟的耦合器)更少之電力。所揭示耦合器組件進一步可期望地管理量子位元之間的相互作用及耦合，而不必失諧。

應瞭解且理解，雖然本文中所描述之量子裝置僅描繪可形成於單個晶粒上之兩個量子位元及一個耦合器組件，但在一些實施例中，量子裝置可包含可形成於單個晶粒上之晶片堆疊上之所要數目個量子位元 (例如，多於兩個量子位元)及分別與量子位元相關聯之所要數目個耦合器組件(例如，一或多個耦合器組件)。

簡要轉向圖10，圖10呈現根據所揭示主題之各種態樣及實施例的耦合器組件(例如，L4ZZAP耦合器組件)之基態耦合之模擬之實例曲線圖1000，該耦合器組件可採用JJ及諧振器(例如L/4諧振器)配置。曲線圖1000呈現量子位元之間的耦合(沿著y軸)相對於頻率(沿著x軸)(例如隨頻率而變化)之各別資料點。如可在曲線圖1000中關於與定位於一對量子位元之間且連接至一對量子位元之耦合器組件之基態耦合之模擬結果相關的資料點1002觀察到，當耦合器組件處於基態時，量子位元之間的耦合(例如，約4GHz至5GHz)可期望地(例如，適當地，增強地或最佳地)較低，且甚至可在量子位元之量子位元頻帶中具有零耦合或至少接近零耦合。此可能係因為，耦合量子位元(例如，使用JJ及諧振器配置中之JJ形成之量子位元)及L/4諧振器可具有相反耦合正負號(例如，可與相反模式相關聯)，且當耦合器組件處於基態時，與耦合量子位元相關聯之第一模式及與L/4諧振器相關聯之第二模式可彼此干擾以用於量子位元之間的耦合之寬頻帶取消。如亦可在曲線圖1000中關於資料點1002觀察到，在約5.5GHz及6GHz下，資料點1002中可存在峰值(例如，峰值1004及峰值1006)，其可分別與耦合器組件之第一振盪模式及第二振盪模式相關聯。

簡要地參考圖11，圖11描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的耦合器組件(例如，L4ZZAP耦合器組件)之閘速度(例如，ZZ閘速度)之模擬的實例曲線圖1100，該耦合器組件可採用JJ及諧振器(例如L/4諧振器)配置。曲線圖1100呈現各別參數之各別資料點，包括與耦合器組件相關聯之閘(例如ZZ閘)之頻率(沿著y軸)相對於施加至耦合器組件之 脈衝之頻率(沿著x軸)(例如隨頻率而變化)的閘速度。

如可在曲線圖1100中關於與同耦合器組件相關聯之閘相關之模擬結果相關的資料點1102觀察到，藉由使L/4模式相對接近於耦合量子位元(例如，使用JJ及諧振器配置中之JJ形成之量子位元)之頻率，當耦合器組件處於基態時，來自第一模式與第二模式之間的取消之量子位元之間的零耦合或至少接近零耦合可藉由組合系統之Cauer程式碼模擬來確認。當L4ZZAP耦合器組件處於基態時，資料點1102可表示兩個量子位元之間的ZZ閘。在曲線圖1100中之資料點1102中，兩個量子位元之間的ZZ閘中之零在約5.0GHz下展示，如在參考標號1104處所指示。當耦合器組件藉由激發兩個模式中之一者來啟動時的ZZ速度可達至約10MHz，而當耦合器組件處於基態時的ZZ可保持低於10kHz。

圖12描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可用於產生、形成或設計裝置之實例系統1200的方塊圖，該裝置包含量子位元、耦合器組件及/或其他量子組件、元件或電路系統。系統1200可包含處理器組件1202及資料儲存區1204。根據各種實施例，處理器組件1202可包含裝置形成組件1206或與裝置形成組件1206相關聯(例如通信地連接至裝置形成組件1206)，該裝置形成組件可用於產生、形成或設計裝置1208或與裝置1208相關聯之各種組件，包括量子位元、耦合器組件及相關聯量子組件、元件或電路系統，諸如本文中更充分地描述。舉例而言，裝置形成組件1206可用於產生、形式或設計裝置1208之各種組件，該裝置可形成或位於晶片1210(例如，量子電腦或量子位元裝置IC晶片)或多於一個晶片(視需要)上。各種組件可包含例如量子位元1212、耦合器組件1214、JJ 1216、電容器1218、諧振器1220、電感器1222及/或相關聯電路系統 1224。

作為裝置1208之部分且為了促進產生、形成或設計裝置1208或與裝置1208相關聯之各種組件，裝置形成組件1206可形成或處理基板。此外，作為裝置1208之部分且為了促進產生、形成或設計裝置1208或與裝置1208相關聯之各種組件及/或電路系統，裝置形成組件1206亦可形成、沈積、移除(例如，選擇性地移除或蝕刻)、圖案化或處理材料，包括矽或矽基材料(例如介電材料)、超導材料或裝置1208之其他材料。舉例而言，裝置形成組件1206可採用及/或可控制各種製程，包括製造製程、微型製造製程、奈米製造製程、材料沈積製程(例如，低壓化學氣相沈積(LPCVD)製程)、遮蔽或光阻製程、光微影製程、化學蝕刻製程(例如，反應離子蝕刻(RIE)製程、氫氧化鉀(KOH)蝕刻製程)、其他蝕刻或移除製程、磊晶製程、材料應變製程、圖案化製程、平坦化製程(例如，化學機械平坦化(CMP)製程)、組件形成製程及/或其他所要製程，以期望地形成、沈積、移除(例如，選擇性地移除或蝕刻)、圖案化或處理材料，從而促進產生或形成裝置1208之各別組件或電路系統。

處理器組件1202可結合其他組件(例如，資料儲存區1204、裝置形成組件1206或另一組件)運行以促進執行系統1200之各種功能。處理器組件1202可採用一或多個處理器、微處理器或控制器，其可處理資料，諸如與設計、產生或形成量子電腦、量子位元1212、耦合器組件1214、JJ 1216、電容器1218、諧振器1220(例如微波諧振器)、電感器1222、波導、電極、濾波器及/或其他組件或裝置相關之資訊，及與電路設計標準、電路設計演算法、訊務流、策略、協定、介面、工具相關之資訊及/或其他資訊，以促進系統1200之操作，如本文中更充分地揭示， 且控制系統1200與同系統1200相關聯(例如連接至系統1200)之其他組件(例如，電腦組件、電腦、膝上型電腦、其他計算或通信裝置或網路裝置)之間的資料流。

資料儲存區1204可儲存資料結構(例如，使用者資料、元資料)、程式碼結構(例如，模組、物件、雜湊、類別、程序)或指令、與設計、產生或形成量子電腦、量子位元1212、耦合器組件1214、JJ 1216、電容器1218、諧振器1220(例如微波諧振器)、電感器1222、波導、電極、濾波器及/或其他組件或裝置相關之資訊，及與電路設計標準、電路設計演算法、訊務流、策略、協定、介面、工具相關之資訊及/或其他資訊，以促進控制與系統1200相關聯之操作。在一態樣中，處理器組件1202可在功能上耦合(例如，經由記憶體匯流排)至資料儲存區1204以便儲存及擷取操作及/或至少部分地賦予功能性至資料儲存區1204、裝置形成組件1206或其他組件及/或系統1200之實質上任何其他操作態樣所要的資訊。

應瞭解，本文中所描述之資料儲存區504可包含揮發性記憶體及/或非揮發性記憶體。藉助於實例而非限制，非揮發性記憶體可包括唯讀記憶體(ROM)、可程式化ROM(PROM)、電可程式化ROM(EPROM)、電可抹除ROM(EEPROM)或快閃記憶體。揮發性記憶體可包括可充當外部快取記憶體之隨機存取記憶體(RAM)。藉助於實例而非限制，RAM可以許多形式可用，諸如同步RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙資料速率SDRAM(DDR SDRAM)、增強型SDRAM(ESDRAM)、同步鏈路DRAM(SLDRAM)及直接Rambus RAM(DRRAM)。所揭示態樣之記憶體意欲包含但不限於此 等及其他合適類型之記憶體。

系統及/或裝置已(或將)在本文中關於若干組件之間的相互作用描述。應瞭解，此類系統及組件可包括其中所指定之彼等組件或子組件、所指定組件或子組件中之一些及/或額外組件。子組件亦可實施為通信地耦合至其他組件而非包括於母體組件內之組件。又另外，一或多個組件及/或子組件可組合成提供聚合功能性之單個組件。組件亦可與出於簡潔起見本文中未特定描述但熟習此項技術者已知之一或多個其他組件相互作用。

圖13繪示根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可控制第一量子組件與量子組件之間的耦合之實例非限制性方法1300的流程圖。方法1300可由例如包含或以操作方式耦合至裝置形成組件、處理器組件及記憶體之耦合器裝置或系統(例如電腦系統)執行。為簡潔起見，省略或可省略本文中所描述之其他實施例中所採用的相同元件之重複描述。

在1302處，可基於脈衝是否施加至耦合器裝置來控制耦合器裝置之第一振盪模式之激發，其中耦合器裝置可包含第一振盪模式及可與第一振盪模式相反之第二振盪模式，且其中耦合器裝置可電連接於第一量子組件與第二量子組件之間。裝置形成組件可將耦合器裝置(例如耦合器組件)連接至耦合器裝置之一端上的第一量子組件及耦合器裝置之另一端上的第二量子組件。在一些實施例中，耦合器裝置可為ZZAP耦合器裝置，諸如，facemon耦合器裝置，諸如本文中所描述。在其他實施例中，耦合器裝置可為L4ZZAP耦合器裝置，諸如本文中所描述。經由耦合器裝置，在第一量子組件與第二量子組件之間可存在可被控制(例如，產生或抑制)之ZZ閘。根據各種實施例，第一量子組件及第二量子組件可為期望 (例如想要)控制第一量子組件與第二量子組件之間的耦合之電子電路(例如量子電路)之量子位元或其他類型之電子元件。

在1304處，可基於對第一振盪模式之激發之控制來控制在第一量子組件與第二量子組件之間產生ZZ閘。舉例而言，可基於對第一振盪模式之激發之控制及第一振盪模式與第二振盪模式之間的關係(例如，第二振盪模式與第一振盪模式相反)來控制ZZ閘之啟動狀態，及因此在第一量子組件與第二量子組件之間產生ZZ閘。關於兩個模式之間的關係，在一些實施例中，第一振盪模式及第二振盪模式可相對於第一量子組件及第二量子組件具有相反耦合正負號。當無脈衝供應至耦合器裝置時，耦合器裝置可處於基態(例如，第一振盪模式及第二振盪模式可處於基態)，且因此，第二振盪模式可干擾第一振盪模式，且ZZ閘可處於非作用中，此可取消、制止、抑制或中斷第一量子位元與第二量子位元之間的耦合。當脈衝(例如，RF或pi脈衝)供應至耦合器裝置(例如，經由電荷線)時，第一振盪模式可處於激發態，且可在第一振盪模式與第二振盪模式之間產生不平衡。因此，可啟動(例如，打開或產生)ZZ閘，且第一量子組件(例如，第一量子位元或其他類型之量子組件)與第二量子組件(例如，第二量子位元或其他類型之量子組件)之間可存在耦合。

圖14描繪根據所揭示主題之各種態樣及實施例的可採用可控制第一量子位元與第二量子位元之間的耦合之多JJ耦合器組件(例如facemon耦合器組件)之實例非限制性方法1400的流程圖。方法1400可由例如包含或以操作方式耦合至裝置形成組件、處理器組件及/或記憶體之系統(例如電腦系統)及/或由耦合器組件執行。為簡潔起見，省略或可省略本文中所描述之其他實施例中所採用的相同元件之重複描述。

在1402處，第一JJ、第二JJ及第三JJ可相對於彼此配置於量子電路中以形成耦合器組件，使得第一JJ及第二JJ可相對於彼此對稱，其中第一JJ與第二JJ之間的此對稱性可促進產生第一振盪模式及第二振盪模式，且其中第三JJ可促進第一模式與第二模式之間的劃分。裝置形成組件可形成(例如製造)耦合器組件(例如，採用ZZ閘之facemon耦合器組件)以包含三個JJ，且可在量子電路中將第一JJ及第二JJ構造、設計及/或配置為相對於彼此對稱或至少實質上對稱，且可在量子電路中相對於第一及第二JJ配置第三JJ，使得第三JJ可在耦合器組件之操作期間促進第一模式與第二模式之間的劃分，諸如本文中所描述及圖式中所描繪。

在1404處，第一量子位元及第二量子位元可形成於量子電路中。裝置形成組件可在量子電路中形成第一量子位元及第二量子位元。在一些實施例中，第一及第二量子位元可為transmon量子位元。

在1406處，第一量子位元可連接至耦合器組件之第一端，且第二量子位元可連接至耦合器組件之第二端。裝置形成組件可在量子電路中將第一量子位元連接至耦合器組件之第一端(例如，第一埠或引線)，且可將第二量子位元連接至耦合器組件之第二端(例如，第二埠或引線)。經由耦合器組件，第一量子位元與第二量子位元之間可存在ZZ閘。在一些實施例中，第一振盪模式可為偶數模式，且第二振盪模式可為奇數模式(或反之亦然)，其可在第一量子位元與第二量子位元之間提供相反耦合正負號。

在1408處，回應於無脈衝施加至耦合器組件，第一振盪模式及第二振盪模式可轉變至或維持處於基態，且因此，第二振盪模式可干擾第一振盪模式，ZZ閘可處於非作用中，且第一量子位元與第二量子位 元之間可不存在耦合。舉例而言，當無脈衝施加至耦合器組件時，第二振盪模式可干擾第一振盪模式，其可取消第一量子位元與第二量子位元之間的耦合或至少實質上取消該耦合。

在1410處，回應於脈衝(例如，RF或pi脈衝)施加至耦合器組件，第一振盪模式可自基態轉變至激發態，且因此，ZZ閘可處於作用中，且第一量子位元與第二量子位元之間可存在耦合。舉例而言，當量子電路中之電荷線將脈衝施加至耦合器組件時，第一振盪模式可自基態轉變至激發態，且可在第一振盪模式與第二振盪模式之間產生不平衡。因此，ZZ閘可自非作用中狀態(例如關閉狀態)轉變至作用中狀態(例如打開狀態)，且第一量子位元與第二量子位元之間可存在耦合。

為解釋簡單起見，將方法及/或電腦實施方法描繪及描述為一系列動作。應理解且瞭解，所揭示主題不受所說明之動作及/或動作次序限制，例如，動作可以各種次序及/或同時發生，且與本文中未呈現及描述之其他動作一起發生。此外，並非所有的所說明動作皆可被需要以實施根據所揭示主題之電腦實施方法。另外，熟習此項技術者將理解且瞭解，可替代地經由狀態圖或事件將電腦實施方法表示為一系列相關狀態。另外，應進一步瞭解，在下文中且貫穿本說明書所揭示之電腦實施方法能夠儲存於製品上，以促進將電腦實施方法輸送及傳送至電腦。如本文中所使用，術語製品意欲涵蓋可自任何電腦可讀裝置或儲存媒體存取之電腦程式。

為了提供對所揭示主題之各種態樣的上下文，圖15以及以下論述意欲提供對可實施所揭示主題之各種態樣的合適環境之一般描述。圖15繪示可促進本文中所描述之一或多個實施例之實例非限制性操作環境 的方塊圖。為簡潔起見，省略或可省略本文中所描述之其他實施例中所採用的相同元件之重複描述。參考圖15，用於實施本發明之各種態樣的合適操作環境1500亦可包括電腦1512。電腦1512亦可包括處理單元1514、系統記憶體1516及系統匯流排1518。系統匯流排1518將包括但不限於系統記憶體1516之系統組件耦合至處理單元1514。處理單元1514可為各種可用處理器中之任一者。亦可將雙重微處理器及其他多處理器架構用作處理單元1514。系統匯流排1518可為若干類型之匯流排結構中之任一者，包括記憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯流排或外部匯流排及/或使用任何多種可用匯流排架構之區域匯流排，包括但不限於工業標準架構(ISA)、微通道架構(MSA)、擴充型ISA(EISA)、智慧型驅動電子裝置(IDE)、VESA區域匯流排(VLB)、周邊組件互連(PCI)、卡匯流排、通用串列匯流排(USB)、高級圖形埠(AGP)、火線(IEEE 1394)及小型電腦系統介面(SCSI)。系統記憶體1516亦可包括揮發性記憶體1520及非揮發性記憶體1522。含有用以諸如在啟動期間在電腦1512內之元件之間傳送資訊之基本常式的基本輸入/輸出系統(BIOS)儲存於非揮發性記憶體1522中。藉助於說明而非限制，非揮發性記憶體1522可包括唯讀記憶體(ROM)、可程式化ROM(PROM)、電可程式化ROM(EPROM)、電可抹除可程式化ROM(EEPROM)、快閃記憶體或非揮發性隨機存取記憶體(RAM)(例如，鐵電RAM(FeRAM))。揮發性記憶體1520亦可包括充當外部快取記憶體之隨機存取記憶體(RAM)。藉助於說明而非限制，RAM可以許多形式可用，諸如靜態RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙資料速率SDRAM(DDR SDRAM)、增強型SDRAM(ESDRAM)、同步鏈路DRAM(SLDRAM)、直接Rambus RAM (DRRAM)、直接Rambus動態RAM(DRDRAM)及Rambus動態RAM(RDRAM)。

電腦1512亦可包括抽取式/非抽取式、揮發性/非揮發性電腦儲存媒體。圖15繪示例如磁碟儲存器1524。磁碟儲存器1524亦可包括但不限於如以下各者的裝置：磁碟機、軟碟機、磁帶機、Jaz驅動機、Zip驅動機、LS-100驅動機、快閃記憶卡或記憶棒。磁碟儲存器1524亦可包括與其他儲存媒體分離或組合之儲存媒體，包括但不限於諸如光碟ROM裝置(CD-ROM)之光碟機、CD可記錄驅動機(CD-R驅動機)、CD可重寫驅動機(CD-RW驅動機)或數位化通用光碟ROM驅動機(DVD-ROM)。為了促進磁碟儲存器1524至系統匯流排1518之連接，通常使用抽取式或非抽取式介面，諸如介面1526。圖15亦描繪充當使用者與描述於合適操作環境1500中之基本電腦資源之間的中間物的軟體。此軟體亦可包括例如作業系統1528。可儲存於磁碟儲存器1524上之作業系統1528用於控制及分配電腦1512之資源。系統應用程式1530利用作業系統1528經由例如儲存於系統記憶體1516中或磁碟儲存器1524上之程式模組1532及程式資料1534管理資源。應瞭解，本發明可藉由各種作業系統或作業系統之組合實施。使用者經由輸入裝置1536將命令或資訊鍵入至電腦1512中。輸入裝置1536包括但不限於指標裝置，諸如滑鼠、軌跡球、觸控筆、觸控板、鍵盤、麥克風、操縱桿、遊戲板、圓盤式衛星電視天線、掃描儀、TV調諧器卡、數位攝影機、數位視訊攝影機、web攝影機及類似者。此等及其他輸入裝置經由系統匯流排1518經由介面埠1538連接至處理單元1514。介面埠1538包括例如串列埠、平行埠、競賽埠及通用串列匯流排(USB)。輸出裝置1540使用相同類型之埠中的一些作為輸入裝置1536。因 此，例如，USB埠可用於將輸入提供至電腦1512，且將輸出資訊自電腦1512提供至輸出裝置1540。輸出配接器1542經提供以說明存在一些輸出裝置1540，如監視器、揚聲器及印表機，以及需要特殊配接器之其他輸出裝置1540。藉助於說明而非限制，輸出配接器1542包括提供輸出裝置1540與系統匯流排1518之間的連接方法之視訊及聲音卡。應注意，其他裝置及/或裝置之系統提供輸入能力及輸出能力兩者，諸如遠端電腦1544。

電腦1512可使用至諸如遠端電腦1544之一或多個遠端電腦的邏輯連接在網路化環境中操作。遠端電腦1544可為電腦、伺服器、路由器、網路PC、工作站、基於微處理器之器具、同級裝置或其他公用網路節點及類似者，且通常亦可包括關於電腦1512所描述之許多或所有元件。出於簡潔之目的，僅記憶體儲存裝置1546與遠端電腦1544一起繪示。遠端電腦1544經由網路介面1548邏輯地連接至電腦1512且接著經由通信連接1550實體地連接。網路介面1548涵蓋有線及/或無線通信網路，諸如區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、蜂巢式網路等。LAN技術包括光纖分散資料介面(FDDI)、銅線分散資料介面(CDDI)、乙太網路、符記環及類似者。WAN技術包括但不限於點對點鏈路、如整合服務數位網路(ISDN)及其變體之電路交換網路、封包交換網路及數位用戶線(DSL)。通信連接1550係指用於將網路介面1548連接至系統匯流排1518之硬體/軟體。雖然為了說明清晰性而將通信連接1550展示於電腦1512內部，但其亦可在電腦1512外部。僅出於例示性目的，用於連接至網路介面1548之硬體/軟體亦可包括內部及外部技術，諸如數據機，包括常規電話級數據機、纜線數據機及DSL數據機、ISDN配接器及乙太網路卡。

一或多個實施例可為處於任何可能整合技術細節水平之系統、方法、設備及/或電腦程式產品。電腦程式產品可包括一(或多個)電腦可讀儲存媒體，其上具有電腦可讀程式指令以使得處理器進行一或多個實施例之態樣。電腦可讀儲存媒體可為有形裝置，其可保留及儲存指令以供指令執行裝置使用。電腦可讀儲存媒體可為例如但不限於電子儲存裝置、磁性儲存裝置、光學儲存裝置、電磁儲存裝置、半導體儲存裝置或前述之任何合適組合。電腦可讀儲存媒體之更特定實例之非詳盡清單可包括以下各者：攜帶型電腦磁片、硬碟、RAM、ROM、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、SRAM、攜帶型CD-ROM、數位化通用光碟(DVD)、記憶棒、軟碟、諸如穿孔卡之機械編碼裝置或上面記錄有指令之凹槽中的凸起結構，及前述之任何合適組合。如本文中所使用，不應將電腦可讀儲存媒體本身解釋為暫時性信號，諸如無線電波或其他自由傳播之電磁波、經由波導或其他傳輸媒體傳播之電磁波(例如，經由光纖纜線傳遞之光脈衝)，或經由電線傳輸之電信號。

本文中所描述之電腦可讀程式指令可自電腦可讀儲存媒體下載至各別計算/處理裝置或經由網路(例如，網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路)下載至外部電腦或外部儲存裝置。網路可包含銅傳輸纜線、光傳輸光纖、無線傳輸、路由器、防火牆、交換器、閘道電腦及/或邊緣伺服器。各計算/處理裝置中之網路配接器卡或網路介面自網路接收電腦可讀程式指令且轉遞電腦可讀程式指令以供儲存於各別計算/處理裝置內之電腦可讀儲存媒體中。用於進行所揭示主題之操作的電腦可讀程式指令可為以一或多種程式設計語言之任何組合撰寫的組譯程式指令、指令集架構(ISA)指令、機器指令、機器相依指令、微碼、韌體指令、狀態 設定資料、積體電路系統之組態資料，或原始程式碼或目標程式碼，該一或多種程式設計語言包括諸如Smalltalk、C++或類似者之物件導向式程式設計語言及諸如「C」程式設計語言或類似程式設計語言之程序性程式設計語言。電腦可讀程式指令可完全在使用者之電腦上、部分在使用者之電腦上、作為獨立套裝軟體、部分在使用者之電腦上且部分在遠端電腦上或完全在遠端電腦或伺服器上執行。在後者情境中，遠端電腦可經由任何類型之網路(包括區域網路(LAN)或廣域網路(WAN))連接至使用者之電腦，或可(例如，使用網際網路服務提供者經由網際網路)連接至外部電腦。在一些實施例中，包括例如可程式化邏輯電路系統、場可程式化閘陣列(FPGA)或可程式化邏輯陣列(PLA)之電子電路系統可藉由利用電腦可讀程式指令之狀態資訊來個人化電子電路系統而執行電腦可讀程式指令，以便進行所揭示主題之態樣。

本文中參考根據本發明之實施例的方法、設備(系統)及電腦程式產品之流程圖說明及/或方塊圖描述所揭示主題之態樣。應理解，可藉由電腦可讀程式指令實施流程圖說明及/或方塊圖中之各區塊以及流程圖說明及/或方塊圖中之區塊的組合。此等電腦可讀程式指令可提供至通用電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器以產生機器，使得經由電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器執行的指令創建用於實施一或多個流程圖及/或方塊圖區塊中所指定之功能/動作的方法。此等電腦可讀程式指令亦可儲存於電腦可讀儲存媒體中，該等電腦可讀程式指令可引導電腦、可程式化資料處理設備及/或其他裝置以特定方式起作用，使得其中儲存有指令之電腦可讀儲存媒體包含製品，該製品包括實施一或多個流程圖及/或方塊圖區塊中所指定之功能/動作之態樣的指令。電 腦可讀程式指令亦可載入至電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上，以使一系列操作動作在電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行以產生電腦實施程序，使得在電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行之指令實施該或該等流程圖及/或方塊圖區塊中所指定之功能/動作。

圖式中之流程圖及方塊圖說明根據所揭示主題之各種實施例的系統、方法及電腦程式產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，流程圖或方塊圖中之各區塊可表示指令之模組、區段或部分，其包含用於實施所指定邏輯功能之一或多個可執行指令。在一些替代實施中，區塊中所指出之功能可不按圖式中所指出之次序發生。舉例而言，取決於所涉及之功能性，連續展示之兩個區塊可實質上同時執行，或該等區塊有時可以相反次序執行。亦應注意，可由執行所指定功能或動作或進行專用硬體及電腦指令之組合的基於專用硬體之系統實施方塊圖及/或流程圖說明之各區塊及方塊圖及/或流程圖說明中之區塊的組合。

雖然上文已在運行於一電腦及/或多個電腦上之電腦程式產品的電腦可執行指令之一般上下文中描述了主題，但熟習此項技術者將認識到，本發明亦可結合其他程式模組來實施。一般而言，程式模組包括執行特定任務及/或實施特定抽象資料類型之常式、程式、組件、資料結構等。此外，熟習此項技術者應瞭解，本文中所揭示之電腦實施方法可運用其他電腦系統組態來實踐，該等組態包括單處理器或多處理器電腦系統、小型計算裝置、大型電腦以及電腦、手持型計算裝置(例如，PDA、電話)、基於微處理器的或可程式化的消費型或工業電子裝置及類似者。所說明態樣亦可在分散式計算環境中實踐，其中任務係藉由經由通信網路鏈接之遠端處理裝置執行。然而，本發明之一些態樣(若非所有)可在獨立電 腦上實踐。在分散式計算環境中，程式模組可位於本端及遠端記憶體儲存裝置中。

如本申請案中所使用，術語「組件」、「系統」、「平台」、「介面」及類似者可指及/或可包括電腦相關實體或與具有一或多個特定功能性之操作機器相關的實體。本文中所揭示之實體可為硬體、硬體與軟體之組合、軟體，或執行中軟體。舉例而言，組件可為但不限於在處理器上運行之程序、處理器、物件、可執行體、執行線緒、程式及/或電腦。藉助於說明，在伺服器上運行之應用程式及伺服器兩者可為組件。一或多個組件可駐留於程序及/或執行線緒內，且一組件可位於一個電腦上及/或分佈於兩個或更多個電腦之間。在另一實例中，各別組件可自上面儲存有各種資料結構之各種電腦可讀媒體執行。組件可諸如根據具有一或多個資料封包之信號經由本端及/或遠端程序進行通信(例如，來自一個組件之資料與本端系統、分散式系統中之另一組件互動，及/或經由信號跨越諸如網際網路之網路而與其他系統互動)。作為另一實例，組件可為具有由電氣或電子電路系統操作之機械部分所提供之特定功能性的設備，該設備由處理器所執行之軟體及/或韌體應用程式操作。在此情況下，處理器可在設備內部或外部且可執行軟體或韌體應用程式之至少一部分。作為又另一實例，組件可為經由無機械部分之電子組件提供特定功能性之設備，其中電子組件可包括用以執行至少部分地賦予電子組件之功能性的軟體或韌體的處理器或其他方法。在一態樣中，組件可例如在雲端計算系統內經由虛擬機來模仿電子組件。

另外，術語「或」意欲意謂包括性「或」而非排他性「或」。亦即，除非另外規定或自上下文清楚可見，否則「X採用A或 B」意欲意謂自然包括性排列中之任一者。亦即，若X採用A；X採用B；或X採用A及B兩者，則「X採用A或B」在前述例項中之任一者下被滿足。此外，除非另外規定或自上下文清楚可見係針對單數形式，否則如在本說明書及隨附圖式中所使用之詞「一(a及an)」通常應解釋為意謂「一或多個」。如本文中所使用，術語「實例」及/或「例示性」用於意謂充當實例、例項或說明。為避免疑問，本文中所揭示之主題不受此類實例限制。另外，本文中描述為「實例」及/或「例示性」之任何態樣或設計未必解釋為比其他態樣或設計較佳或有利，亦不意欲排除一般熟習此項技術者已知之等效例示性結構及技術。

如本說明書中所採用，術語「處理器」可實質上指任何計算處理單元或裝置，其包含但不限於單核處理器；具有軟體多執行緒執行能力之單處理器；多核處理器；具有軟體多執行緒執行能力之多核處理器；具有硬體多執行緒技術之多核處理器；並行平台；及/或具有分散式共用記憶體之並行平台。另外，處理器可指積體電路、特殊應用積體電路(ASIC)、數位信號處理器(DSP)、場可程式化閘陣列(FPGA)、可程式化邏輯控制器(PLC)、複雜可程式化邏輯裝置(CPLD)、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件，及/或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合。此外，處理器可採用奈米級架構，諸如但不限於基於分子及量子點之電晶體、開關及閘，以便最佳化空間使用且增強使用者設備之效能。處理器亦可實施為計算處理單元之組合。在本發明中，諸如「儲存區」、「儲存器」、「資料儲存區」、「資料儲存器」、「資料庫」及與組件之操作及功能性相關的實質上任何其他資訊儲存組件的術語用於指「記憶體組件」、體現於「記憶體」中之實體或包含記憶體之組件。應瞭解，本文中 所描述之記憶體及/或記憶體組件可為揮發性記憶體或非揮發性記憶體，或可包括揮發性記憶體及非揮發性記憶體兩者。藉助於說明而非限制，非揮發性記憶體可包括ROM、PROM、EPROM、EEPROM、快閃記憶體或非揮發性RAM(例如FeRAM)。揮發性記憶體可包括RAM，其可充當例如外部快取記憶體。藉助於說明而非限制，RAM可以許多形式可用，諸如SRAM、DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、ESDRAM、SLDRAM、DRRAM、DRDRAM及RDRAM。另外，本文中之系統或電腦實施方法的所揭示記憶體組件意欲包括但不限於包括此等及任何其他合適類型的記憶體。

上文已描述之內容僅包括系統及電腦實施方法之實例。當然，不可能出於描述本發明之目的而描述組件或電腦實施方法之每一可設想組合，但一般熟習此項技術者可認識到，本發明之許多其他組合及排列係可能的。此外，在實施方式、申請專利範圍、附錄及附圖中使用術語「包括」、「具有」、「擁有」及類似者的範圍內，此類術語意欲以類似於術語「包含」在申請專利範圍中用作過渡詞解譯「包含」之方式而為包括性的。各種實施例之描述已出於說明之目的呈現，但並不意欲為詳盡的或限於所揭示之實施例。在不背離所描述實施例之範疇及精神之情況下，許多修改及變化對於一般熟習此項技術者將顯而易見。本文中所使用之術語經選擇以最佳地解釋實施例之原理、實際應用或對市場中發現之技術的技術改良，或使其他一般熟習此項技術者能夠理解本文中所揭示之實施例。

100:系統

102:第一量子位元

104:第二量子位元

106:耦合器組件

108:第一量子組件

110:第二量子組件

112:第一振盪模式

114:第二振盪模式

116:電荷線

Claims (22)

1. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之裝置，其包含：一第一電子元件；一第二電子元件；及一耦合器組件，其連接至該第一電子元件及該第二電子元件，其中該耦合器組件包含一量子電路中之一第一約瑟夫森接面(Josephson junction)、一第二約瑟夫森接面及與該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面相關聯之一第三約瑟夫森接面，且其中，基於該量子電路中之該第一約瑟夫森接面、該第二約瑟夫森接面及該第三約瑟夫森接面之間的一關係，該耦合器組件具有一第一振盪模式及一第二振盪模式，其中該量子電路中之該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面之間的一幾何形狀使得相對於該第一電子元件及該第二電子元件，該第一振盪模式具有一第一耦合正負號，且該第二振盪模式具有一第二耦合正負號，且其中該第二正負號與該第一正負號相反。
2. 如請求項1之裝置，其中該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面實質上類似，且其中該第一約瑟夫森接面位於一第一電容式襯墊與一第三電容式襯墊之間，該第二約瑟夫森接面位於一第二電容式襯墊與該第三電容式襯墊之間，且該第三約瑟夫森接面位於該第三電容式襯墊與一接地元件之間。
3. 如請求項2之裝置，其中該第一電子元件連接至一第四電容式襯墊， 且經由該第一電容式襯墊及該第四電容式襯墊而電容耦合至該耦合器組件，且其中該第二電子元件連接至一第五電容式襯墊，且經由該第二電容式襯墊及該第五電容式襯墊而電容耦合至該耦合器組件。
4. 如請求項1之裝置，其中與該第一振盪模式相關聯之一第一頻率或與該第二振盪模式相關聯之一第二頻率係基於與該第三約瑟夫森接面相關聯之一參數及該量子電路中之該第一約瑟夫森接面、該第二約瑟夫森接面及該第三約瑟夫森接面之間的一幾何形狀來定義。
5. 如請求項1之裝置，其中該第一電子元件及該第二電子元件與高於該耦合器組件之一頻率的一頻率範圍相關聯。
6. 如請求項1之裝置，其中該第一電子元件及該第二電子元件與低於該耦合器組件之一頻率的一頻率範圍相關聯。
7. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之裝置，其包含：一耦合器組件，其與一第一量子組件及一第二量子組件相關聯，其中該耦合器組件包含：一約瑟夫森接面；及一諧振器，其與該約瑟夫森接面相關聯，其中該約瑟夫森接面與一第一振盪模式相關聯，且該諧振器與一第二振盪模式相關聯，其中該諧振器為一λ/4型諧振器，其中相對於該第一量子組件及該 第二量子組件，該第一振盪模式與一第一耦合正負號相關聯，且該第二振盪模式與一第二耦合正負號相關聯，且其中該第二正負號不同於該第一正負號。
8. 如請求項7之裝置，其中該約瑟夫森接面位於一第一電容式襯墊與一第二電容式襯墊之間，其中該諧振器為一λ/4型諧振器，其中該λ/4型諧振器之一電感器與該約瑟夫森接面並聯，其中該λ/4型諧振器連接至一接地元件，且其中該λ/4型諧振器與一第三電容式襯墊及一第四電容式襯墊相關聯。
9. 如請求項8之裝置，其中該第一量子組件連接至一第五電容式襯墊，且經由該第一電容式襯墊及該第五電容式襯墊而電容耦合至該耦合器組件，且其中該第二量子組件連接至一第六電容式襯墊，且經由該第二電容式襯墊及該第六電容式襯墊而電容耦合至該耦合器組件。
10. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之方法，其包含：基於一脈衝是否施加至一耦合器裝置來控制該耦合器裝置之一第一振盪模式之激發，其中該耦合器裝置包含該第一振盪模式及具有與該第一振盪模式相反耦合正負號之一第二振盪模式，且其中該耦合器裝置電連接於一第一量子組件與一第二量子組件之間；及基於對該第一振盪模式之該激發之該控制來控制在該第一量子組件與該第二量子組件之間產生一ZZ閘。
11. 如請求項10之方法，其進一步包含將該脈衝施加至該耦合器裝置；回應於將該脈衝施加至該耦合器裝置，產生該耦合器裝置之該第一振盪模式之該激發；及回應於產生該第一振盪模式之該激發，在該第一量子組件與第二量子組件之間產生該ZZ閘。
12. 如請求項10之方法，其中，回應於無脈衝施加至該耦合器裝置，抑制該第一量子組件與該第二量子組件之間的一ZZ相互作用或一耦合。
13. 如請求項10之方法，其中該耦合器裝置包含一電路中之一第一約瑟夫森接面、一第二約瑟夫森接面及一第三約瑟夫森接面，其中該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱，其中，基於該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱，相對於該第一量子組件及第二量子組件，該第一振盪模式具有一第一耦合正負號，且該第二振盪模式具一第二耦合正負號，其中該第二正負號與該第一正負號相反，且其中該第一振盪模式與該第二振盪模式之間的一劃分係基於與該第三約瑟夫森接面相關聯之一參數。
14. 如請求項13之方法，其中該參數為一第一參數，其中一第四約瑟夫森接面與該電路中之該第二約瑟夫森接面並聯連接，其中一線圈組件接近於該電路中之該第二約瑟夫森接面及該第四約瑟夫森接面，且其中該方法 進一步包含：將一電流供應至該線圈組件；回應於該電流供應至該線圈組件，產生一磁通量；將該磁通量施加至該第二約瑟夫森接面或該第四約瑟夫森接面；及回應於施加該磁通量，調整與該第二約瑟夫森接面相關聯之一第二參數。
15. 如請求項10之方法，其中該耦合器裝置包含一約瑟夫森接面及一λ/4型諧振器，其中該約瑟夫森接面與該第一振盪模式相關聯，其中該λ/4型諧振器與該第二振盪模式相關聯，其中相對於該第一量子組件及該第二量子組件，該第一振盪模式與一第一耦合正負號相關聯，且該第二振盪模式與一第二耦合正負號相關聯，且其中該第二正負號不同於該第一正負號。
16. 如請求項15之方法，其中該約瑟夫森接面為一第一約瑟夫森接面，其中一第二約瑟夫森接面與該第一約瑟夫森接面並聯連接，其中一線圈組件接近於該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面，且其中該方法進一步包含：將一電流供應至該線圈組件；回應於該電流供應至該線圈組件，產生一磁通量；將該磁通量施加至該第一約瑟夫森接面或該第二約瑟夫森接面；及回應於施加該磁通量，調整與該第一約瑟夫森接面相關聯之一參數。
17. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之系統，其包含：一第一量子位元；一第二量子位元；及一耦合器裝置，其與該第一量子位元及該第二量子位元相關聯，其中該耦合器裝置包含一第一振盪模式及一第二振盪模式，其中該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ閘之一啟動狀態係基於該第一振盪模式之一激發狀態及該第一振盪模式與該第二振盪模式之間的一關係來管理，且其中該激發狀態係基於一脈衝是否施加至該耦合器裝置，其中該耦合器裝置包含一電路中之一第一約瑟夫森接面、一第二約瑟夫森接面及與該第一約瑟夫森接面及該第二約瑟夫森接面相關聯之一第三約瑟夫森接面，其中該第一振盪模式及該第二振盪模式係基於該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱且基於與該第三約瑟夫森接面相關聯之一參數，其中，基於該第一約瑟夫森接面與該第二約瑟夫森接面實質上對稱，相對於該第一量子位元及該第二量子位元，該第一振盪模式具有一第一耦合正負號，且該第二振盪模式具有一第二耦合正負號，且其中該第二正負號與該第一正負號相反。
18. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之系統，其包含：一第一量子位元；一第二量子位元；及一耦合器裝置，其與該第一量子位元及該第二量子位元相關聯，其中該耦合器裝置包含一第一振盪模式及一第二振盪模式，其中該第一量子 位元與該第二量子位元之間的一ZZ閘之一啟動狀態係基於該第一振盪模式之一激發狀態及該第一振盪模式與該第二振盪模式之間的一關係來管理，且其中該激發狀態係基於一脈衝是否施加至該耦合器裝置，其中該耦合器裝置包含一約瑟夫森接面及一λ/4型諧振器，其中該約瑟夫森接面與該第一振盪模式相關聯，其中該λ/4型諧振器與該第二振盪模式相關聯，其中相對於該第一量子位元及該第二量子位元，該第一振盪模式與一第一耦合正負號相關聯，且該第二振盪模式與一第二耦合正負號相關聯，且其中該第二正負號與該第一正負號相反。
19. 如請求項18之系統，其中該脈衝為一射頻脈衝，其中，回應於該射頻脈衝施加至該耦合器裝置，激發該第一振盪模式，且其中，基於激發該第一振盪模式，啟動該第一量子位元與該第二量子位元之間的該ZZ閘，從而實現該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ相互作用或一耦合。
20. 如請求項18之系統，其中該脈衝為一射頻脈衝，且其中該耦合器裝置係基於該射頻脈衝施加至該耦合器裝置而以諧振方式驅動。
21. 如請求項18之系統，其中，回應於無脈衝施加至該耦合器裝置，該第一振盪模式及該第二振盪模式處於一未激發態，且其中，基於該第一振盪模式及該第二振盪模式處於該未激發態，該ZZ閘為非作用中的，且抑制該第一量子位元與該第二量子位元之間的一ZZ相互作用或一耦合。
22. 一種用於管理量子位元之間的相互作用或耦合之系統，其包含： 一耦合器組件，其與一第一電子元件及一第二電子元件相關聯，其中該耦合器組件包含：一第一耦合器元件；及一第二耦合器元件，其中該耦合器組件包含與一第一頻率相關聯之一第一模式及與一第二頻率相關聯之一第二模式，且其中基於該第一耦合器元件與該第二耦合器元件之間的一關係，該第二模式具有與該第一模式相反耦合正負號。