Яка різниця між трансоном та кумоном Xmon?

Кубіти Трансмона та Xmon - це два типи кубітів надпровідних зарядів, які, здається, часто використовуються у надпровідних квантових пристроях. Однак мені не вдалося легко знайти прямі порівняння між ними. Здається, що архітектура Xmon ( 1304.2322 ) була введена групою Мартиніса, як альтернатива транскому кубіту , тому я б очікував, що колишня архітектура буде кращою хоча б в деяких відношеннях. З іншого боку, також здається, що ( cond-mat / 0703002 та 0712.3581, схоже, є відповідними посиланнями), що пристрої від IBM використовують кубіти передачі.

Які основні відмінності між ними, з практичної точки зору (іншими словами, коли і чому один віддає перевагу одному перед іншим)?

Трансмон - це перехід Джозефсона та конденсатор паралельно. Спочатку транмони були диференційними ланцюгами, тобто два трансони на одній мікросхемі жодним чином не були гальванічно пов'язані. Іншими словами, трансони не мали основної інформації. Крім того, в перші дні транмони майже завжди були вбудовані в середину гармонічного резонатора. Резонатор, який часто називають "шинним резонатором", використовувався для з'єднання декількох кубітів разом, тобто кубіти, вбудовані в один і той же резонатор, могли з'єднуватися один з одним.

Важливі відмінності з xmon полягали в тому

1. Xmon був заземлений. Кожен xmon на мікросхемі підключається до загальної площини заземлення з номінально фіксованою напругою.

2. Xmon не був вбудований у резонатор. Замість з'єднання через резонатор, кожен xmon з'єднується через пряму ємність з кожним із своїх сусідів.

В даний час кілька дослідницьких груп будують кубіти без шинного резонатора і називають їх "трансонами".

Набагато більше можна було б написати. Якщо хтось залишить коментар, запитуючи докладніші відомості про якийсь конкретний аспект різниці між трансом та xmon, я напишу більше.

Історія назви

Роб Шолкопф розповів мені історію, звідки походить назва "транмон", поки ми були в літній школі Ле Хоуса на темі "Квантові машини". Кубіт заряду страждав від низьких частот шумових коливань заряду, що призводять до відхилення. Щоб подолати проблему, професор Шелкопф подумав перенести перехрестя з трохи білою лінією передачі. Лінія була б коротким замиканням на постійному струмі, що дозволило б вирівняти заряд низької частоти, але це був би високий опір на резонансній частоті кубіта, що дозволило б залишатися резонансом. Поєднання трансу лінії місії з площинним штовхнула мон режими призводить до імені «transmon».

Врешті-решт виявилося, що конденсатор був простішим за лінію електропередачі і виконував мету, еквівалентну лінії електропередачі, тому кубіт закінчувався конденсатором паралельно з переходом. Однак назва "транмон" вже застрягла (а може, "капмон" просто не звучала так добре).

В одному сенсі кубіт Xmon є кубіком трансона , оскільки вони обидва працюють в$E_J>>E_c$режиму Гамільтоніана ЦПБ та скористатися експоненціально пригніченим шумом заряду проти зменшення поліномного ефекту гармонії, обговореного в (Кох, 2007). Ви можете розробити динаміку надпровідної кубітно-резонаторної системи, не знаючи ніколи, чи рівняння описують Xmon чи транмон, настільки функціонально важко диференціювати Xmon.

З іншого боку, в Xmon існує багато важливих дизайнерських відмінностей: кубіт заземлений (згаданий вище), кубіт вже не вбудований в резонатор, його зручно змінювати, термін експлуатації збільшується (хоча чіп ibmqx3 що IBM використовує для свого квантового досвіду з кубітами$T_1\approx40 \space \mu s$що відповідає оригінальному терміну експлуатації Xmon). Також форма Xmon - це чудова відповідність для архітектури поверхневого коду, яка вимагає щільно упакованої сітки кубітів.

Практично, існує багато інших конструкцій, які пропонують деякі ті ж переваги Xmon. Тож "трансмон проти Xmon" не є загальним питанням, яке потрібно задавати; просто йдіть з дизайном, який має найкращі терміни експлуатації та, можливо, налаштування.