Il Blochnium quartico: un qubit superconduttore a quasicarica anarmonica

Il Blochnium quartico: un qubit superconduttore a quasicarica anarmonica

Timestamp: 4 dicembre 2023 7:59

Luca Chirolli1, Matteo Carrega2e Francesco Giazotto1

1NEST Istituto Nanoscienze-CNR e Scuola Normale Superiore, I-56127 Pisa, Italia
2CNR-Spin, Via Dodecaneso 33, I-16146 Genova

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Astratto

Il qubit superconduttore quasicarica realizza il duale del transmon e mostra una forte robustezza alle fluttuazioni di flusso e carica grazie ad un'induttanza molto grande chiusa su una giunzione Josephson. Allo stesso tempo, dal transmone genitore viene ereditata una debole anarmonicità dello spettro, che introduce errori di dispersione ed è soggetto ad affollamento di frequenza nelle configurazioni multi-qubit. Proponiamo un nuovo design che impiega un superinduttore quartico e conferisce un buon grado di anarmonicità allo spettro. Il regime quartico è ottenuto attraverso una catena opportunamente progettata di anelli di giunzione Josephson che mostra fluttuazioni quantistiche minime senza introdurre una grave dipendenza dai flussi esterni.

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Immagine in evidenza: Il dispositivo è costituito da una giunzione Josephson derivata da un capacità e chiusa su una catena di spire $N$, ciascuna costituita da una serie di giunzioni Josephson $M$ chiuse su una più piccola. La funzione d'onda dei due stati energetici più bassi ha un'ampia diffusione e è insensibile agli spostamenti deboli. Lo spettro mostra transizioni distanziate in modo diseguale.

Riepilogo popolare

In un chip quantistico che ospita molti qubit è importante controllare ciascun qubit in modo indipendente con alta fedeltà e i qubit che manifestano uno spettro debolmente anarmonico soffrono di errori di perdita e sono soggetti ad affollamento di frequenza nelle configurazioni multi-qubit. Proponiamo un nuovo progetto che impiega un superinduttore quartico progettato appositamente attraverso una catena di anelli di giunzione Josephson. Il sistema implementa anche un hamiltoniano $H=p^4-cos(x)$, che realizza un pendolo quantistico quartico.

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Citato da

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