Jaka jest różnica między kubonami transmonowymi i Xmon?

Kubity Transmon i Xmon to dwa rodzaje kubitów nadprzewodzących , które wydają się być często stosowane w nadprzewodzących urządzeniach kwantowych. Nie byłem jednak w stanie łatwo znaleźć bezpośrednich porównań między nimi. Wydaje się, że architektura Xmon ( 1304.2322 ) została wprowadzona przez grupę Martinisa, jako alternatywa dla kubonu transmonowego, więc oczekiwałbym, że poprzednia architektura będzie lepsza przynajmniej pod niektórymi względami. Z drugiej strony wydaje się także ( cond-mat / 0703002 i 0712.3581 wydają się być odpowiednimi odniesieniami), że urządzenia IBM używają kubonów transmonowych.

Jakie są główne różnice między nimi z praktycznego punktu widzenia (innymi słowy, kiedy i dlaczego jeden woli jeden od drugiego)?

Transmon jest złączem Josephsona i kondensatorem równolegle. Pierwotnie transmony były obwodami różnicowymi, tj. Dwa transmony na tym samym układzie nie były w żaden sposób połączone galwanicznie. Innymi słowy, transmony nie miały odniesienia do ziemi. Co więcej, na początku transmony prawie zawsze były osadzone w środku rezonatora harmonicznego. Rezonator, często określany jako „rezonator magistrali”, był używany do łączenia wielu kubitów razem, tj. Kubity osadzone w tym samym rezonatorze mogły się ze sobą sprzęgać.

Istotne różnice w stosunku do xmon były następujące

1. Xmon był uziemiony. Każdy xmon na chipie łączy się ze wspólną płaszczyzną uziemienia o nominalnie ustalonym napięciu.

2. Xmon nie został osadzony w rezonatorze. Zamiast sprzęgania przez rezonator, każdy xmon sprzęga się poprzez bezpośrednią pojemność z każdym z sąsiadów.

Obecnie kilka grup badawczych buduje kubity bez rezonatora magistrali i nazywa je „transmonami”.

Można napisać znacznie więcej. Jeśli ktoś zostawi komentarz z prośbą o więcej szczegółów na temat jakiegokolwiek konkretnego aspektu różnicy między transmonem i xmonem, napiszę więcej.

Historia imienia

Rob Schoelkopf opowiedział mi historię, skąd wzięła się nazwa „transmon”, gdy byliśmy w szkole letniej Les Houches na „Maszynach kwantowych”. Kubit ładunku cierpiał z powodu szumowych wahań ładunku o niskiej częstotliwości, które prowadzą do dephasingu. Aby obejść ten problem, profesor Schoelkopf pomyślał o przejechaniu skrzyżowania za pomocą odrobiny linii transmisyjnej. Linia byłaby zwarciem w obwodzie prądu stałego, umożliwiając wyrównanie ładunku niskiej częstotliwości, ale byłaby to wysoka impedancja przy częstotliwości rezonansowej kubita pozwalająca na pozostanie rezonansu. Połączenie trans linii misji z sztuczny połączeniowych mon trybu prowadzenia do nazwy „transmon”.

W końcu okazało się, że kondensator jest prostszy niż linia transmisyjna i służył celowi równoważnemu z linią transmisyjną, więc qubit był kondensatorem równolegle do złącza. Jednak nazwa „transmon” już się utknęła (a może „kapmon” po prostu nie brzmiał tak dobrze).

$E_J>>E_c$

$T_1\approx40 \space \mu s$

Praktycznie istnieje wiele innych konstrukcji transmonów, które oferują niektóre z tych samych zalet Xmon. Zatem „transmon kontra Xmon” nie jest ogólnym pytaniem, które należy zadać; po prostu zastosuj projekt, który ma najlepsze czasy życia i być może przestrajalność.