Jaka jest różnica między kubonami transmonowymi i Xmon?

15

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)?

glS
źródło

Odpowiedzi:

12

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).

DanielSank
źródło
czy mógłbyś powiedzieć kilka słów o zaletach jednego w stosunku do drugiego? Czy to tylko kwestia, że ​​każdy z nich jest bardziej odpowiedni do niektórych zastosowań?
glS
@glS Jak widać w edytowanej odpowiedzi, tak naprawdę może nie być już dobrze zdefiniowanego rozróżnienia między „xmon” i „transmon”, więc trudno jest odpowiedzieć.
DanielSank
@DanielSank Czy byłbyś w stanie skomentować różnicę między transmonem różnicowym a tym, który nie jest? Korzyści, jakie może mieć jedna nad drugą? To znaczy, ignorując aspekt xmon nie łączenia się z innymi kubitami za pośrednictwem autobusu, tylko różnica dla samego kubita w korzystaniu z wyspy (węzła) połączonego ze zbiornikiem w porównaniu do dwóch połączonych wysp?
user129412
Ponieważ wydaje mi się, że pamiętam, że różnicowe pudełko pary Coopera miało być odporne na skorelowany hałas ładunku (ale transmon tak naprawdę nie przejmuje się tak bardzo hałasem ładunku) i pozbyć się dużego zbiornika, w którym znajdują się nierównowagi QP generowane częściej niż na wyspie (ale wydawało się to na próżno, ponieważ wyspy są nadal zatrute, a ponadto wyspy transmonowe są znacznie większe niż wyspy CPB ogólnie, więc to również nie wydaje się tak istotne)
129412
5

mijot>>mido

T.140 μs

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.

forky40
źródło