Transmonkretsar

Transmonkretsar är supraledande kvantbitar som används i kvantdatorer. De utvecklades som en förbättring av Cooper-pair boxen och består av en Josephson-junction i parallell med en stor shuntkapacitans. Genom att öka E_J/E_C minskar transmonen känsligheten för laddningsbrus, vilket gör energinivåerna mindre laddningsberoende och ökar koherensen.

En transmon används vanligtvis med en Josephson-junction (ibland som SQUID för tunning) parallellt med en stor kapacitans till jord. Denna konstruktion ger ett anharmoniskt energispektrum där två nivåer används som qubit, medan högre nivåer inte är lika energiskt nära varandra.

I circuit quantum electrodynamics kopplas transmonen till en mikrovågsresonator. Läsning sker via dispersiv mätning av resonatorn, medan kvantlogik uppnås med mikrovågsimpulser eller genom tunbara kopplingar. Två-qubit-gates uppnås genom resonatorkoppling eller direkt kapacitativ koppling och frekvens-tuning.

Fördelar och användning: transmonkretsar har blivit dominerande inom supraledande kvantberäkning tack vare låg känslighet för laddningsbrus, relativt enkel tillverkning och goda koherensegenskaper. Arbetsfrekvenserna ligger vanligen kring 4–7 GHz; koherenstider uppnår i optimerade system ofta hundratals mikrosekunder, särskilt i 3D-kaviteter.

Historia och varianter: transmonen föreslogs 2007 av Koch och medarbetare som en laddningsosäker kvantbiten baserad på Cooper-pair boxen. Variantena inkluderar fastfrekvens- och tunable-transmoner samt 3D-transmoner. Transmonkretsar är en central byggsten i många moderna kvantplattformar.