مکانیک کوانتومی جهان نامرئی اتم‌ها و مولکول‌ها را با استفاده از حالت‌های برهم‌نهی کوانتومی توصیف می‌کند و به یک سیستم فیزیکی اجازه می‌دهد که در دو حالت کاملاً متفاوت به طور همزمان به نظر برسد. رایانه‌های کوانتومی از این ویژگی مرموز برای انجام محاسباتی استفاده می‌کنند که عملاً با رایانه‌های معمولی غیرممکن است، قابلیتی که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
کامپیوترهای کوانتومی از کیوبیت ها در حالت های برهم نهی کوانتومی 0 و 1 برای اجرای محاسبات استفاده می کنند. هر محاسبات کوانتومی با دو عملیات اساسی، دروازه های تک کیوبیت و دروازه های دو کیوبیتی اجرا می شود.*6. برای تحقق کامپیوترهای کوانتومی با کارایی بالا، به عملیات گیت سریع و دقیق نیاز داریم.
توسعه کامپیوترهای کوانتومی در سرتاسر جهان ترویج می‌شود، و این امر شاهد اتخاذ رویکردهای متعدد، با پیشنهاداتی از دستکاری تک اتم‌ها یا یون‌ها تا استفاده از نیمه‌رساناها و مدارهای ابررسانا بوده است. رویکرد مدار ابررسانا در حال حاضر دارای مزیتی از نظر تحقق حالت‌های برهم نهی کوانتومی در مدارهای بزرگ و سهولت نسبی دستیابی به جفت شدن قوی کیوبیت‌ها برای اجرای پرسرعت دروازه‌های دو کیوبیتی است.
کوپلینگ کیوبیت ها با یک کوپلر انجام می شود (شکل 1). تا همین اواخر، دستگاه های پایه اصلی، کوپلرهای ثابت با قدرت جفت ثابت بودند*7، اما اکنون توجه به کوپلرهای قابل تنظیم معطوف شده است که به نظر می رسد قدرت جفت قابل تنظیم لازم برای بهبود عملکرد را ارائه می دهند.
کوپلرهای قابل تنظیم به الزامات متناقضی دست می یابند: یک گیت سریع دو کیوبیتی با اتصال قوی، همراه با توانایی کاهش خطاهای ناشی از کوپلینگ باقیمانده با خاموش کردن کوپلینگ. همچنین ترجیحاً کیوبیت مورد استفاده در محاسبات یک کیوبیت ترانسمون با فرکانس ثابت باشد که از پایداری بالایی برخوردار بوده و ساختاری ساده داشته و ساخت آن آسان باشد. علاوه بر این، فرکانس دو کیوبیتی که جفت شده‌اند باید به‌طور قابل‌توجهی متفاوت باشد، زیرا این امر خطاهای تداخلی را کاهش می‌دهد و در برابر انحراف از مقادیر طراحی فرکانس‌های کیوبیت مقاوم است و در نتیجه بازدهی در ساخت دستگاه را بهبود می‌بخشد. با این حال، مشکل اینجاست که هنوز هیچ کوپلر قابل تنظیمی نتوانسته است عملیات گیت خاموش و سریع دو کیوبیت را برای دو کیوبیت فرکانس ثابت فرکانس با فرکانس‌های متفاوت ترکیب کند.
