Qual è la differenza tra i qubit transmon e Xmon?

I qubit Transmon e Xmon sono due tipi di qubit di carica superconduttori che sembrano essere spesso usati in dispositivi quantistici superconduttori. Tuttavia, non sono stato in grado di trovare facilmente confronti diretti tra di loro. Sembra che l'architettura Xmon ( 1304.2322 ) sia stata introdotta dal gruppo di Martinis, in alternativa al qubit transmon, quindi mi aspetto che l'architettura precedente sia migliore almeno per alcuni aspetti. D'altra parte, sembra anche ( cond-mat / 0703002 e 0712.3581 sembrano essere i riferimenti rilevanti) che i dispositivi di IBM utilizzano qumon transmon.

Quali sono le principali differenze tra i due, da un punto di vista pratico (in altre parole, quando e perché uno preferisce l'uno all'altro)?

Il transone è una giunzione di Josephson e un condensatore in parallelo. Inizialmente, i transmoni erano circuiti differenziali, cioè due transmoni sullo stesso chip non erano collegati galvanicamente in alcun modo. In altre parole, i transmon non condividevano un riferimento a terra. Inoltre, nei primi tempi, i transmoni erano quasi sempre incorporati nel mezzo di un risonatore armonico. Il risonatore, spesso indicato come "risonatore del bus", veniva utilizzato per accoppiare più qubit insieme, ovvero i qubit incorporati nello stesso risonatore potevano accoppiarsi tra loro.

Le differenze importanti con lo xmon erano queste

1. Lo xmon è stato messo a terra. Ogni xmon su un chip si collega a un piano di massa comune con una tensione nominale fissa.

2. Lo xmon non è stato incorporato in un risonatore. Invece di accoppiarsi attraverso un risonatore, ogni xmon si accoppia attraverso una capacità diretta a ciascuno dei suoi vicini.

Al giorno d'oggi, diversi gruppi di ricerca costruiscono qubit senza il risonatore del bus e li chiamano "transmoni".

Si potrebbe scrivere molto di più. Se qualcuno lascia un commento chiedendo maggiori dettagli su qualsiasi aspetto particolare della differenza tra transmon e xmon, scriverò di più.

Storia del nome

Rob Schoelkopf mi ha raccontato la storia della provenienza del nome "transmon" mentre eravamo alla scuola estiva Les Houches su "Quantum Machines". Il qubit di carica ha sofferto di fluttuazioni di carica rumorose a bassa frequenza che portano alla riduzione. Per aggirare il problema, il professor Schoelkopf ha pensato di deviare la giunzione con un po 'di linea di trasmissione. La linea sarebbe un cortocircuito a corrente continua, per consentire la compensazione della carica a bassa frequenza, ma sarebbe un'impedenza elevata alla frequenza di risonanza del qubit permettendo alla risonanza di rimanere. La combinazione di un trans linea di missione con i plas giunzione mon modalità di piombo al nome "Transmon".

Alla fine, si è scoperto che un condensatore era più semplice di una linea di trasmissione e serviva a uno scopo equivalente alla linea di trasmissione, quindi il qubit si è trasformato in un condensatore in parallelo con la giunzione. Tuttavia, il nome "transmon" era già rimasto (o forse "capmon" non suonava altrettanto bene).

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$T_1\approx40 \space \mu s$

In pratica, ci sono molti altri progetti di transmon che offrono alcuni degli stessi benefici di Xmon. Quindi "transmon vs. Xmon" non è la domanda generale da porre; basta andare con il design che ha le migliori vite e forse la sintonizzazione.