Sự khác biệt giữa qubit transmon và Xmon là gì?

Các qubit Transmon và Xmon là hai loại qubit điện tích siêu dẫn dường như thường được sử dụng trong các thiết bị lượng tử siêu dẫn. Tuy nhiên, tôi không thể dễ dàng tìm thấy sự so sánh trực tiếp giữa chúng. Kiến trúc Xmon dường như ( 1304.2322 ) đã được giới thiệu bởi nhóm của Martinis, như là một thay thế cho qubit transmon, vì vậy tôi hy vọng kiến ​​trúc cũ sẽ tốt hơn ở một số khía cạnh. Mặt khác, dường như ( cond-mat / 0703002 và 0712.3581 dường như là các tài liệu tham khảo có liên quan) rằng các thiết bị từ IBM sử dụng qubit transmon.

Sự khác biệt chính giữa hai là gì, từ quan điểm thực tế (nói cách khác, khi nào và tại sao người ta thích cái này hơn cái kia)?

Transmon là một ngã ba Josephson và tụ điện song song. Ban đầu, các máy phát là các mạch vi sai, tức là hai máy phát trên cùng một chip không được kết nối điện theo bất kỳ cách nào. Nói cách khác, các transon không chia sẻ một tham chiếu mặt đất. Hơn nữa, trong những ngày đầu, các transon hầu như luôn được nhúng vào giữa một bộ cộng hưởng hài. Bộ cộng hưởng, thường được gọi là "bộ cộng hưởng xe buýt", được sử dụng để ghép nhiều qubit với nhau, nghĩa là các qubit được nhúng trong cùng một bộ cộng hưởng có thể ghép với nhau.

Sự khác biệt quan trọng với xmon là

1. Các xmon đã được căn cứ. Mỗi xmon trên một con chip kết nối với một mặt phẳng chung với điện áp cố định trên danh nghĩa.

2. Xmon không được nhúng vào bộ cộng hưởng. Thay vì ghép qua một bộ cộng hưởng, mỗi xmon kết hợp thông qua một điện dung trực tiếp với mỗi hàng xóm của nó.

Ngày nay, một số nhóm nghiên cứu xây dựng các qubit mà không có bộ cộng hưởng xe buýt và gọi chúng là "máy phát".

Nhiều hơn nữa có thể được viết. Nếu ai đó để lại một bình luận yêu cầu thêm chi tiết về bất kỳ khía cạnh cụ thể nào về sự khác biệt giữa transmon và xmon, tôi sẽ viết thêm.

Lịch sử của tên

Rob Schoelkopf kể cho tôi câu chuyện về cái tên "transmon" xuất phát từ khi chúng tôi ở trường hè Les Houches trên "Máy lượng tử". Các qubit phí phải chịu biến động tần số thấp noisey dẫn đến mất giá. Để giải quyết vấn đề, giáo sư Schoelkopf đã nghĩ đến việc cắt đường giao nhau với một chút đường truyền. Đường dây sẽ là một mạch ngắn ở mức dc, cho phép cân bằng điện tích tần số thấp, nhưng nó sẽ là trở kháng cao ở tần số cộng hưởng của qubit cho phép duy trì cộng hưởng. Sự kết hợp của một xuyên dòng sứ mệnh với plas ngã ba mon chế độ dẫn đến cái tên "transmon".

Cuối cùng, hóa ra một tụ điện đơn giản hơn một đường truyền và phục vụ một mục đích tương đương với đường truyền, do đó, qubit lên là một tụ điện song song với đường giao nhau. Tuy nhiên, tên "transmon" đã bị kẹt (hoặc có thể là "capmon" nghe không hay lắm).

$E_J>>E_c$

$T_1\approx40 \space \mu s$

Trên thực tế, có rất nhiều thiết kế transmon khác cung cấp một số lợi ích tương tự của Xmon. Vì vậy, "transmon vs. Xmon" không phải là câu hỏi chung để hỏi; chỉ cần đi với thiết kế đó là có tuổi thọ tốt nhất và có thể điều chỉnh được.