Cơ học lượng tử mô tả thế giới vô hình của các nguyên tử và phân tử bằng cách sử dụng các trạng thái chồng chất lượng tử, cho phép một hệ vật lý xuất hiện đồng thời ở hai trạng thái hoàn toàn khác nhau. Máy tính lượng tử sử dụng tính chất bí ẩn này để thực hiện các tính toán mà thực tế là không thể thực hiện được với các máy tính thông thường, một khả năng đã thu hút nhiều sự chú ý trong những năm gần đây.
Máy tính lượng tử sử dụng qubit ở trạng thái chồng chất lượng tử 0 và 1 để thực hiện các phép tính. Bất kỳ tính toán lượng tử nào cũng được thực hiện với hai thao tác cơ bản, cổng một qubit và cổng hai qubit*6. Để hiện thực hóa các máy tính lượng tử hiệu suất cao, chúng ta cần các thao tác cổng nhanh và chính xác.
Sự phát triển của máy tính lượng tử đang được thúc đẩy trên toàn thế giới và điều này chứng kiến việc áp dụng nhiều phương pháp tiếp cận, với các đề xuất trải dài từ việc thao túng các nguyên tử hoặc ion đơn lẻ đến việc sử dụng chất bán dẫn và mạch siêu dẫn. Cách tiếp cận mạch siêu dẫn hiện được coi là có lợi thế về mặt hiện thực hóa các trạng thái chồng chất lượng tử trong các mạch lớn và tương đối dễ dàng để đạt được sự kết hợp mạnh mẽ của các qubit cần thiết cho việc thực hiện tốc độ cao của các cổng hai qubit.
Việc ghép các qubit được thực hiện bằng một bộ ghép (Hình 1). Cho đến gần đây, các thiết bị chính đã được cố định khớp nối với cường độ khớp nối không đổi*7, nhưng sự chú ý hiện đang chuyển sang các bộ ghép nối có thể điều chỉnh được, được coi là cung cấp độ bền khớp nối có thể điều chỉnh cần thiết để cải thiện hiệu suất.
Bộ ghép nối có thể điều hướng đạt được các yêu cầu trái ngược nhau: cổng hai qubit nhanh với khớp nối mạnh, cùng với khả năng giảm lỗi do khớp nối dư bằng cách tắt khớp nối. Ngoài ra, tốt hơn là qubit được sử dụng trong tính toán là qubit transmon tần số cố định, có độ ổn định cao, có cấu trúc đơn giản và dễ chế tạo. Ngoài ra, tần số của hai qubit được ghép nối phải khác nhau đáng kể, vì điều này làm giảm lỗi nhiễu xuyên âm và mạnh mẽ chống lại sự sai lệch so với giá trị thiết kế của tần số qubit, nhờ đó cải thiện năng suất trong chế tạo thiết bị. Tuy nhiên, vấn đề ở đây là chưa có bộ ghép nối có thể điều chỉnh nào có thể kết hợp hoạt động của cổng hai qubit nhanh và ngắt khớp nối hoàn chỉnh cho hai qubit transmon tần số cố định có tần số khác nhau đáng kể.
