La mécanique quantique décrit le monde invisible des atomes et des molécules à l'aide d'états de superposition quantique, permettant à un système physique d'apparaître simultanément dans deux états complètement différents. Les ordinateurs quantiques utilisent cette propriété mystérieuse pour effectuer des calculs pratiquement impossibles avec les ordinateurs conventionnels, une capacité qui a beaucoup attiré l'attention ces dernières années.
Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits dans des états de superposition quantique de 0 et 1 pour exécuter des calculs. Tout calcul quantique est exécuté avec deux opérations de base, des portes à un seul qubit et des portes à deux qubits*6. Pour réaliser des ordinateurs quantiques hautes performances, nous avons besoin d'opérations de porte rapides et précises.
Le développement des ordinateurs quantiques est promu dans le monde entier, et cela a vu l'adoption de multiples approches, avec des propositions allant de la manipulation d'atomes ou d'ions uniques à l'utilisation de semi-conducteurs et de circuits supraconducteurs. L'approche du circuit supraconducteur est maintenant considérée comme ayant un avantage en termes de réalisation d'états de superposition quantique dans de grands circuits, et dans la relative facilité d'atteindre le couplage fort des qubits essentiel pour l'exécution à grande vitesse des portes à deux qubits.
Le couplage des qubits se fait avec un coupleur (Fig. 1). Jusqu'à récemment, les dispositifs principaux étaient des coupleurs fixes avec une force de couplage constante*7, mais l'attention se tourne maintenant vers les coupleurs réglables, qui sont considérés comme offrant la force de couplage réglable nécessaire pour améliorer les performances.
Les coupleurs accordables répondent à des exigences contradictoires : une porte rapide à deux qubits avec un couplage fort, ainsi que la possibilité de réduire les erreurs du couplage résiduel en désactivant le couplage. De plus, il est préférable que le qubit utilisé dans les calculs soit un qubit transmon à fréquence fixe, qui soit très stable, ait une structure simple et soit facile à fabriquer. De plus, la fréquence des deux qubits qui sont couplés doit être significativement différente, car cela réduit les erreurs de diaphonie et est robuste contre les écarts par rapport aux valeurs de conception des fréquences qubit, améliorant ainsi les rendements dans la fabrication de dispositifs. Le problème ici, cependant, est qu'aucun coupleur accordable n'a encore été capable de combiner un découplage complet et des opérations de porte rapides à deux qubits pour deux qubits transmon à fréquence fixe avec des fréquences significativement différentes.
