Kvanttimekaniikka kuvaa atomien ja molekyylien näkymätöntä maailmaa käyttämällä kvantti-superpositiotiloja, jolloin fyysinen järjestelmä voi näyttää olevan kahdessa täysin eri tilassa samanaikaisesti. Kvanttitietokoneet hyödyntävät tätä mystistä ominaisuutta suorittaessaan laskelmia, jotka ovat käytännössä mahdottomia perinteisillä tietokoneilla, mikä on viime vuosina herättänyt paljon huomiota.
Kvanttitietokoneet käyttävät kubitteja kvantisuperpositiotiloissa 0 ja 1 laskelmien suorittamiseen. Mikä tahansa kvanttilaskenta suoritetaan kahdella perusoperaatiolla, yhden kubitin porteilla ja kahden kubitin porteilla*6. Suorituskykyisten kvanttitietokoneiden toteuttamiseksi tarvitsemme nopeita ja tarkkoja porttioperaatioita.
Kvanttitietokoneiden kehitystä edistetään maailmanlaajuisesti, ja tähän on omaksuttu useita lähestymistapoja, joiden ehdotukset vaihtelevat yksittäisten atomien tai ionien manipuloinnista puolijohteiden ja suprajohtavien piirien käyttöön. Suprajohtavan piirin lähestymistavan nähdään nyt olevan etu kvantti-superpositiotilojen toteuttamisessa suurissa piireissä ja suhteellisen helppouden saavuttaa vahva kubittien kytkentä, joka on välttämätön kahden kubitin porttien nopealle suorittamiselle.
Kubittien kytkentä tehdään kytkimellä (kuva 1). Viime aikoihin asti peruslaitteet ovat olleet kiinteitä kytkimiä, joilla on jatkuva kytkentävoima*7, mutta huomio on nyt suunnattu virittäviin liittimiin, joiden katsotaan tarjoavan säädettävän kytkentävoiman, joka on tarpeen suorituskyvyn parantamiseksi.
Viritettävät kytkimet täyttävät ristiriitaiset vaatimukset: nopea kahden kubitin portti vahvalla kytkennällä sekä mahdollisuus vähentää jäännöskytkennästä aiheutuvia virheitä kytkemällä kytkin pois päältä. Lisäksi on edullista, että laskennassa käytetty kubitti on kiinteätaajuinen transmon-kubitti, joka on erittäin vakaa, rakenteeltaan yksinkertainen ja helppo valmistaa. Lisäksi kahden kytketyn kubitin taajuuden tulisi olla merkittävästi erilainen, koska tämä vähentää ylikuulumisvirheitä ja kestää poikkeamat kubittitaajuuksien suunnitteluarvoista, mikä parantaa laitteen valmistuksen tuottoa. Ongelmana tässä on kuitenkin se, että mikään viritettävä kytkin ei ole vielä kyennyt yhdistämään täydellistä irtikytkentää ja nopeita kahden qubitin hilaoperaatioita kahdelle kiinteätaajuiselle transmon-kubitille, joilla on merkittävästi erilaiset taajuudet.
