Η κβαντομηχανική περιγράφει τον αόρατο κόσμο των ατόμων και των μορίων χρησιμοποιώντας καταστάσεις κβαντικής υπέρθεσης, επιτρέποντας σε ένα φυσικό σύστημα να φαίνεται ότι βρίσκεται σε δύο εντελώς διαφορετικές καταστάσεις ταυτόχρονα. Οι κβαντικοί υπολογιστές κάνουν χρήση αυτής της μυστηριώδους ιδιότητας για να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς που είναι πρακτικά αδύνατοι με τους συμβατικούς υπολογιστές, μια ικανότητα που έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια.
Οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν qubits σε καταστάσεις κβαντικής υπέρθεσης 0 και 1 για να εκτελέσουν υπολογισμούς. Οποιοσδήποτε κβαντικός υπολογισμός εκτελείται με δύο βασικές πράξεις, τις πύλες ενός qubit και τις πύλες δύο qubit*6. Για να υλοποιήσουμε κβαντικούς υπολογιστές υψηλής απόδοσης, χρειαζόμαστε γρήγορες και ακριβείς λειτουργίες πύλης.
Η ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών προωθείται παγκοσμίως και αυτό έχει δει την υιοθέτηση πολλαπλών προσεγγίσεων, με προτάσεις που κυμαίνονται από τον χειρισμό μεμονωμένων ατόμων ή ιόντων έως τη χρήση ημιαγωγών και υπεραγώγιμων κυκλωμάτων. Η προσέγγιση του υπεραγώγιμου κυκλώματος θεωρείται πλέον ότι έχει ένα πλεονέκτημα όσον αφορά την πραγματοποίηση καταστάσεων κβαντικής υπέρθεσης σε μεγάλα κυκλώματα και τη σχετική ευκολία επίτευξης της ισχυρής σύζευξης των qubits που είναι απαραίτητη για την εκτέλεση υψηλής ταχύτητας πυλών δύο qubit.
Η σύζευξη των qubits γίνεται με ζεύκτη (Εικ. 1). Μέχρι πρόσφατα, οι συσκευές στήριξης ήταν σταθεροί ζεύκτες με σταθερή δύναμη ζεύξης*7, αλλά τώρα η προσοχή στρέφεται στους συντονιζόμενους ζεύκτες, οι οποίοι θεωρείται ότι προσφέρουν την ρυθμιζόμενη δύναμη ζεύξης που είναι απαραίτητη για τη βελτίωση της απόδοσης.
Οι συντονιζόμενοι ζεύκτες επιτυγχάνουν αντιφατικές απαιτήσεις: μια γρήγορη πύλη δύο qubit με ισχυρή σύζευξη, μαζί με τη δυνατότητα μείωσης των σφαλμάτων από την υπολειπόμενη σύζευξη απενεργοποιώντας τη σύζευξη. Επίσης, είναι προτιμότερο το qubit που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς να είναι ένα qubit transmon σταθερής συχνότητας, το οποίο είναι εξαιρετικά σταθερό, έχει απλή δομή και είναι εύκολο να κατασκευαστεί. Επιπλέον, η συχνότητα των δύο qubits που συνδέονται θα πρέπει να είναι σημαντικά διαφορετική, καθώς αυτό μειώνει τα σφάλματα crosstalk και είναι ανθεκτική σε αποκλίσεις από τις τιμές σχεδιασμού των συχνοτήτων qubit, βελτιώνοντας έτσι τις αποδόσεις στην κατασκευή συσκευών. Το πρόβλημα εδώ, ωστόσο, είναι ότι κανένας συντονιζόμενος συζεύκτης δεν έχει ακόμη μπορέσει να συνδυάσει πλήρεις λειτουργίες off-coupling και γρήγορες λειτουργίες πύλης δύο qubit για δύο qubits σταθερής συχνότητας με σημαντικά διαφορετικές συχνότητες.
