Transmon
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ ಎಂಬುದು ಒಂದು ರೀತಿಯ ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಶಬ್ದಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದುವಂತೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. 2007ರಲ್ಲಿ ರಾಬರ್ಟ್ ಜೆ. ಸ್ಕೊಯೆಲ್ಕೋಪ್, ಮೈಕೆಲ್ ಡೆವೊರೆಟ್, ಸ್ಟೀವನ್ ಎಮ್. ಗಿರ್ವಿನ್ ಮತ್ತು ಯೇಲ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಈ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಾನ್ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಇದರ ಹೆಸರು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ಲೈನ್ ಶಂಟೆಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಆಂದೋಲನ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಎಂಬ ಪದದ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ರೂಪವಾಗಿದೆ; ಇದು ಕೂಪರ್-ಜೋಡಿ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ "ಅಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ಚಾರ್ಜ್ ಶಬ್ದದ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಸಲುವಾಗಿ ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟೆಟಿವ್ ಆಗಿ ಶಂಟೆಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹಾಗೆಯೇ ಆಯ್ದ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಅನಾರ್ಮೋನಿಸಿಟಿಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ". ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಶಕ್ತಿಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಶಬ್ದಕ್ಕೆ ಅದರ ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ಷಂಟಿಂಗ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವೆಂದರೆ ಆಫ್ಸೆಟ್ ಚಾರ್ಜ್ನಿಂದ ಸರಿಸುಮಾರು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟದ ಅಂತರಗಳು. ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಆನ್-ಚಿಪ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳು T1 ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಸುಮಾರು 30 μs ನಿಂದ 40 μs ವರೆಗೆ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ಲೈನ್ ಕುಹರವನ್ನು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕುಹರದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ 95 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳವರೆಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಟಿ 1 ಅನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮನ್ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ನಿಯೋಬಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್ನೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಟಿ 1 ಅನ್ನು 0.3 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳವರೆಗೆ ಸುಧಾರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹಿಂದಿನ ಟಿ1 ಅವಧಿಗಳು ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ನಷ್ಟಗಳಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೋನ್ನಂತಹ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಸಮಯದ ಮೂಲಭೂತ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಸಂಶೋಧನೆಯ ಸಕ್ರಿಯ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಕೂಪರ್-ಜೋಡಿ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ ವಿನ್ಯಾಸವು "ಕೂಪರ್-ಜೋಡಿ ಪೆಟ್ಟಿಗೆ" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ನ ಮೊದಲ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ; ಎರಡನ್ನೂ ಒಂದೇ ಹ್ಯಾಮಿಲ್ಟೋನಿಯನ್ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಒಂದೇ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಅನುಪಾತ. ಇಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ನ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಶಕ್ತಿಯಿದೆ, ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಒಟ್ಟು ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ (ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಕೂಪರ್-ಜೋಡಿ-ಬಾಕ್ಸ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳಿಗೆ) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ದೊಡ್ಡ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಶಬ್ದವನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವ ಸಂವೇದನೆಯಿಲ್ಲದಿರುವುದು-ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳು ಜಂಕ್ಷನ್ನಿನಾದ್ಯಂತ ಆಫ್ಸೆಟ್ ಚಾರ್ಜ್ನಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗುತ್ತವೆ; ಹೀಗಾಗಿ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ನ ಡಿಫಾಸಿಂಗ್ ಸಮಯವು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ ಕಡಿಮೆ ಅನಾರ್ಮೋನಿಸಿಟಿಯಾಗಿದ್ದು, ಐಜೆನ್ ಸ್ಟೇಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಐಜೆನ್ ಸ್ಟೇಟ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಎಲ್ಲಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ಅನಾರ್ಮೋನಿಸಿಟಿಯು ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಎರಡು ಹಂತದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುವ ನಾಡಿಮಿಡಿತದಿಂದ ಸಾಧನವನ್ನು ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಮೊದಲ ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಉತ್ತೇಜಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ತೊಡಕು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ನಾಡಿ ವಿನ್ಯಾಸದಿಂದ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿನಾಶಕಾರಿ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದಿಂದ ಅವುಗಳ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ನಿಷೇಧಿಸುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಘಾತೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ಅನಾರ್ಮೋನಿಸಿಟಿಯು ಕೇವಲ ದುರ್ಬಲವಾದ, ಬೀಜಗಣಿತದ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ಲಾಭವು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಷ್ಠೆಯೊಂದಿಗೆ ರಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸ್ವರಮೇಳದಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ. ಇತರ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯವಾಗುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೈನಮಿಕ್ಸ್ನ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ರೆಸೊನೇಟರ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ಗಳ ಅಳತೆ, ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರೆಸೊನೇಟರ್ಗಳಿಗೆ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಮತ್ತು ರೆಸೊನೇಟರ್ ನಡುವೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅನ್ನು ಇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ರೆಸೊನೇಟರ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಐಬಿಎಂ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಕ್ಸ್ಪೀರಿಯೆನ್ಸ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ರೆಸೊನೇಟರ್ಗಳನ್ನು "ಕ್ವಾರ್ಟರ್ ವೇವ್" ಕೋಪ್ಲಾನಾರ್ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಗಳೊಂದಿಗೆ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್-ಗ್ರೌಂಡ್ ಶಾರ್ಟ್ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಕ್ಷೇತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಐಬಿಎಂ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮನ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಉದ್ದವಾದ ರೆಸೊನೇಟರ್ "ಬಾಲ" ವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರಸ್ತಾಪವು ಪ್ರತಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೊನ್ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪ್ರಸರಣ ಲೈನ್ ರೆಸೊನೇಟರ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು, ಇದು ಹೆಸರಿನ ಒಂದು ಭಾಗವಾಯಿತು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದೇ ರೀತಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳನ್ನು, ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಕುಳಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ, ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಾನ್ಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಅನ್ಹಾರ್ಮೋನಿಸಿಟಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡೈನಮಿಕ್ಸ್ (cQED) ಡೈಲ್ಯೂಷನ್ ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರೊಸೆಸರ್ಗಳ ಪಟ್ಟಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಆಸಿಲೇಟರ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿ ವಿಜ್ಞಾನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ