Kuantum mekaniği, kuantum süperpozisyon durumlarını kullanarak atomların ve moleküllerin görünmez dünyasını tanımlar ve fiziksel bir sistemin aynı anda tamamen farklı iki durumda görünmesine olanak tanır. Kuantum bilgisayarlar, bu gizemli özellikten yararlanarak geleneksel bilgisayarlarla neredeyse imkansız olan hesaplamaları gerçekleştiriyor ve bu, son yıllarda oldukça ilgi çeken bir yetenek.
Kuantum bilgisayarlar, hesaplamaları yürütmek için 0 ve 1 kuantum süperpozisyon durumlarındaki kübitleri kullanır. Herhangi bir kuantum hesaplaması iki temel işlemle gerçekleştirilir: tek kübitli geçitler ve iki kübitli geçitler*6. Yüksek performanslı kuantum bilgisayarları gerçekleştirmek için hızlı ve doğru kapı işlemlerine ihtiyacımız var.
Kuantum bilgisayarların geliştirilmesi dünya çapında teşvik ediliyor ve bu, tek atomların veya iyonların manipülasyonundan yarı iletkenlerin ve süper iletken devrelerin kullanımına kadar değişen önerilerle çok sayıda yaklaşımın benimsenmesine tanık oldu. Süperiletken devre yaklaşımının artık büyük devrelerde kuantum süperpozisyon durumlarını gerçekleştirme açısından ve iki kubitlik geçitlerin yüksek hızlı yürütülmesi için gerekli olan kubitlerin güçlü bir şekilde bağlanmasını sağlamanın göreceli kolaylığı açısından bir avantaja sahip olduğu görülüyor.
Kübitlerin bağlanması bir bağlayıcı ile yapılır (Şekil 1). Yakın zamana kadar dayanak cihazları sabit bağlantı gücüne sahip sabit bağlantı elemanlarıydı*7ancak artık dikkatler, performansı artırmak için gerekli ayarlanabilir bağlantı gücünü sunduğu görülen ayarlanabilir bağlantı elemanlarına çevriliyor.
Ayarlanabilir kuplörler çelişkili gereksinimleri karşılar: güçlü kuplajlı hızlı iki kübitli bir geçit ve kuplajı kapatarak artık kuplajdan kaynaklanan hataları azaltma yeteneği. Ayrıca hesaplamalarda kullanılan kübitin, oldukça kararlı, basit bir yapıya sahip ve imalatı kolay olan sabit frekanslı bir transmon kübit olması tercih edilmektedir. Ek olarak, bağlanan iki kübitin frekansı önemli ölçüde farklı olmalıdır; çünkü bu, çapraz karışma hatalarını azaltır ve kubit frekanslarının tasarım değerlerinden sapmalara karşı dayanıklı olup, böylece cihaz imalatındaki verimi artırır. Ancak buradaki sorun, hiçbir ayarlanabilir kuplörün, önemli ölçüde farklı frekanslara sahip iki sabit frekanslı transmon kubiti için tam kuplaj dışı ve hızlı iki kübit geçit işlemlerini henüz birleştirememiş olmasıdır.
