ИСТИНА

Сверхпроводящие квантовые биты являются одной из перспективных платформ для квантовых вычислений. Важная проблема в данной области — необходимость использования большого (для современной технологии) числа физических кубитов на чипе при реализации сложных алгоритмов. Возможное решение заключается в увеличении рабочего пространства состояний за счет использования N>2 энергетических уровней искусственного атома (кудита). В этом исследовании авторы с помощью аналитических и численных методов изучили новые способы контроля над квантовыми состояниями в процессе взаимодействия двух многоуровневых квантовых систем: микроволновых фотонов в резонаторе (квантовом гармоническом осцилляторе) и сверхпроводникового трансмона (ангармонического осциллятора). Особое внимание было уделено трудностям практического воплощения такой системы на базе сверхпроводящих материалов. Наиболее подходящим решением оказалась модель in-line transmon — джозефсоновский контакт или двухконтактный интерферометр, размещённый в центральной линии волновода. Именно в такой системе возможно достижение сверхсильной связи между трансмоном и резонатором на уровне 1,2 ГГц при сохранении типичной нелинейности трансмона на уровне 200 МГц. Эти особенности системы позволяют эффективно и быстро заселять первые четыре уровня трансмона. Переключение между заселёнными состояниями осуществляется с помощью внешнего магнитного поля, которое обеспечивает оптимальную частотную отстройку между двумя системами.