В чем разница между кубами transmon и Xmon?

Кубоны Transmon и Xmon являются двумя типами сверхпроводящих заряд-кубитов, которые, кажется, часто используются в сверхпроводящих квантовых устройствах. Однако я не смог легко найти прямые сравнения между ними. Архитектура Xmon ( 1304.2322 ), по-видимому, была представлена ​​группой Мартиниса как альтернатива трансмонитному кубиту, поэтому я ожидаю, что прежняя архитектура будет лучше по крайней мере в некоторых отношениях. С другой стороны, также кажется ( соответствующие ссылки cond-mat / 0703002 и 0712.3581 ), что устройства от IBM используют трансмонитные кубиты.

Каковы основные различия между ними с практической точки зрения (другими словами, когда и почему один предпочитает один другому)?

Трансмон представляет собой джозефсоновский переход и конденсатор параллельно. Первоначально трансмоны были дифференциальными цепями, т.е. два трансмонса на одном чипе не были гальванически связаны между собой. Другими словами, трансмонс не разделяет основную ссылку. Кроме того, в первые дни трансмоны почти всегда были встроены в середину гармонического резонатора. Резонатор, часто называемый «шинным резонатором», использовался для соединения нескольких кубитов, т.е. кубиты, встроенные в один и тот же резонатор, могли соединяться друг с другом.

Важные различия с xmon заключались в том, что

1. Xmon был заземлен. Каждый xmon на чипе подключается к общей заземляющей плоскости с номинально фиксированным напряжением.

2. Xmon не был встроен в резонатор. Вместо связи через резонатор каждый xmon соединяется через прямую емкость с каждым из своих соседей.

В настоящее время несколько исследовательских групп создают кубиты без шинного резонатора и называют их «трансмонами».

Гораздо больше можно было бы написать. Если кто-то оставит комментарий с просьбой предоставить более подробную информацию о каком-либо конкретном аспекте различия между transmon и xmon, я напишу больше.

История имени

Роб Шоелкопф рассказал мне историю о том, откуда появилось название «transmon», когда мы были в летней школе Les Houches на «Квантовых машинах». Кубит заряда страдал от низкочастотных шумовых флуктуаций заряда, которые приводили к дефазированию. Чтобы обойти проблему, профессор Шоелкопф подумал шунтировать перекресток с помощью линии электропередачи. Линия будет представлять собой короткое замыкание при постоянном токе, позволяющее выравнивать заряд низкой частоты, но это будет высокий импеданс на резонансной частоте кубита, позволяющий резонансу оставаться. Сочетание транса линии миссии с плоскостным пнула мон режимы приводит к имени «transmon».

В итоге оказалось, что конденсатор был проще, чем линия передачи, и служил цели, эквивалентной линии передачи, поэтому кубит оказался конденсатором параллельно соединению. Тем не менее, название «transmon» уже застряло (или, может быть, «capmon» просто звучит не так хорошо).

$E_J>>E_c$

$T_1\approx40 \space \mu s$

Практически, есть много других трансмон дизайнов, которые предлагают некоторые из тех же преимуществ Xmon. Таким образом, «трансмон против Xmon» - это не общий вопрос; просто идите с дизайном, который имеет лучшие времена жизни и, возможно, настраиваемость.