Kvantemekanikk beskriver den usynlige verden av atomer og molekyler ved å bruke kvantesuperposisjonstilstander, slik at et fysisk system ser ut til å være i to helt forskjellige tilstander samtidig. Kvantedatamaskiner bruker denne mystiske egenskapen til å utføre beregninger som er praktisk talt umulige med konvensjonelle datamaskiner, en funksjon som har tiltrukket seg mye oppmerksomhet de siste årene.
Kvantedatamaskiner bruker qubits i kvantesuperposisjonstilstander på 0 og 1 for å utføre beregninger. Enhver kvanteberegning utføres med to grunnleggende operasjoner, enkelt-qubit-porter og to-qubit-porter*6. For å realisere høyytelses kvantedatamaskiner trenger vi raske og nøyaktige portoperasjoner.
Utvikling av kvantedatamaskiner fremmes over hele verden, og dette har ført til at flere tilnærminger er tatt i bruk, med forslag som spenner fra manipulering av enkeltatomer eller ioner til bruk av halvledere og superledende kretser. Den superledende kretstilnærmingen blir nå sett på som å ha en fordel når det gjelder å realisere kvantesuperposisjonstilstander i store kretser, og i den relative lette å oppnå den sterke koblingen av qubits som er avgjørende for høyhastighetsutførelse av to-qubit-porter.
Kobling av qubits gjøres med en kopler (fig. 1). Inntil nylig har bærebjelkene vært faste koblinger med konstant koblingsstyrke*7, men oppmerksomheten rettes nå mot justerbare koblinger, som anses å tilby den justerbare koblingsstyrken som er nødvendig for å forbedre ytelsen.
Justerbare koblinger oppnår motstridende krav: en rask to-qubit-port med sterk kobling, sammen med muligheten til å redusere feil fra gjenværende kobling ved å slå av koblingen. Det er også å foretrekke at qubiten som brukes i beregninger er en transmon-qubit med fast frekvens, som er svært stabil, har en enkel struktur og er lett å fremstille. I tillegg bør frekvensen til de to qubitene som kobles være betydelig forskjellig, da dette reduserer krysstalefeil, og er robust mot avvik fra designverdiene til qubit-frekvenser, og forbedrer dermed utbyttet i enhetsfabrikasjon. Problemet her er imidlertid at ingen avstembar kobler ennå har vært i stand til å kombinere fullstendig avkopling og raske to-qubit-portoperasjoner for to fastfrekvente transmon-qubits med vesentlig forskjellige frekvenser.
