东芝的双传输耦合器将实现更快、更精确的超导量子计算机

量子力学使用量子叠加态描述了原子和分子的不可见世界，使物理系统看起来同时处于两种完全不同的状态。 量子计算机利用这种神秘的特性来进行传统计算机几乎不可能进行的计算，这一能力近年来备受关注。

量子计算机使用处于 0 和 1 量子叠加态的量子位来执行计算。 任何量子计算都是通过两个基本操作执行的，单量子位门和双量子位门^*6. 要实现高性能的量子计算机，我们需要快速准确的门操作。

量子计算机的发展正在全球范围内得到推动，并且已经采用了多种方法，建议范围从操纵单个原子或离子到使用半导体和超导电路。 超导电路方法现在被视为在大型电路中实现量子叠加态方面具有优势，并且相对容易实现双量子位门的高速执行所必需的量子位强耦合。

量子比特的耦合是通过耦合器完成的（图 1）。 直到最近，主要设备还是具有恒定耦合强度的固定耦合器^*7，但注意力现在转向可调谐耦合器，它们被视为提供提高性能所需的可调耦合强度。

可调谐耦合器实现了相互矛盾的要求：具有强耦合的快速双量子位门，以及通过关闭耦合来减少残余耦合误差的能力。 另外，计算中使用的量子比特最好是固定频率的transmon量子比特，其稳定性高，结构简单，易于制作。 此外，耦合的两个量子位的频率应该明显不同，因为这样可以减少串扰误差，并且能够抵抗与量子位频率设计值的偏差，从而提高器件制造的产量。 然而，这里的问题是，目前还没有可调谐耦合器能够为两个具有明显不同频率的固定频率 transmon 量子位组合完整的断开耦合和快速双量子位门操作。