क्वांटम यांत्रिकी क्वांटम सुपरपोजिशन अवस्थाओं का उपयोग करके परमाणुओं और अणुओं की अदृश्य दुनिया का वर्णन करती है, जिससे एक भौतिक प्रणाली एक साथ दो पूरी तरह से अलग अवस्थाओं में दिखाई देती है। क्वांटम कंप्यूटर इस रहस्यमय संपत्ति का उपयोग उन गणनाओं को करने के लिए करते हैं जो पारंपरिक कंप्यूटरों के साथ व्यावहारिक रूप से असंभव हैं, एक ऐसी क्षमता जिसने हाल के वर्षों में बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है।
क्वांटम कंप्यूटर गणनाओं को निष्पादित करने के लिए 0 और 1 की क्वांटम सुपरपोजिशन स्थितियों में क्वैब का उपयोग करते हैं। किसी भी क्वांटम गणना को दो बुनियादी संचालन, सिंगल-क्विबिट गेट्स और टू-क्विबिट गेट्स के साथ निष्पादित किया जाता है*6. उच्च-प्रदर्शन वाले क्वांटम कंप्यूटरों को साकार करने के लिए, हमें तेज़ और सटीक गेट संचालन की आवश्यकता है।
क्वांटम कंप्यूटर के विकास को दुनिया भर में बढ़ावा दिया जा रहा है, और इसमें एकल परमाणुओं या आयनों के हेरफेर से लेकर अर्धचालक और सुपरकंडक्टिंग सर्किट के उपयोग तक के प्रस्तावों के साथ कई दृष्टिकोण अपनाए गए हैं। सुपरकंडक्टिंग सर्किट दृष्टिकोण को अब बड़े सर्किट में क्वांटम सुपरपोजिशन राज्यों को साकार करने और दो-क्विबिट गेटों के उच्च गति निष्पादन के लिए आवश्यक क्वैबिट के मजबूत युग्मन को प्राप्त करने की सापेक्ष आसानी के संदर्भ में एक लाभ के रूप में देखा जाता है।
क्वैबिट का युग्मन एक युग्मक के साथ किया जाता है (चित्र 1)। हाल तक, मुख्य आधार उपकरणों में निरंतर युग्मन शक्ति के साथ कप्लर्स तय किए गए हैं*7, लेकिन ध्यान अब ट्यून करने योग्य कप्लर्स की ओर जा रहा है, जिन्हें प्रदर्शन में सुधार के लिए आवश्यक समायोज्य युग्मन शक्ति प्रदान करने के रूप में देखा जाता है।
ट्यून करने योग्य कप्लर्स विरोधाभासी आवश्यकताओं को प्राप्त करते हैं: मजबूत युग्मन के साथ एक तेज़ दो-क्विबिट गेट, साथ ही युग्मन को बंद करके अवशिष्ट युग्मन से त्रुटियों को कम करने की क्षमता। इसके अलावा, यह बेहतर है कि गणनाओं में उपयोग किया जाने वाला क्वबिट एक निश्चित-आवृत्ति ट्रांसमोन क्वबिट है, जो अत्यधिक स्थिर है, इसकी संरचना सरल है और इसे बनाना आसान है। इसके अलावा, युग्मित होने वाले दो क्वैबिट की आवृत्ति काफी भिन्न होनी चाहिए, क्योंकि यह क्रॉसस्टॉक त्रुटियों को कम करती है, और क्वबिट आवृत्तियों के डिजाइन मूल्यों से विचलन के खिलाफ मजबूत है, जिससे डिवाइस निर्माण में पैदावार में सुधार होता है। हालाँकि, यहाँ समस्या यह है कि कोई भी ट्यून करने योग्य कपलर अभी तक पूरी तरह से अलग-अलग आवृत्तियों के साथ दो निश्चित-आवृत्ति ट्रांसमोन क्वैबिट के लिए पूर्ण ऑफ-कपलिंग और तेज़ दो-क्विबिट गेट संचालन को संयोजित करने में सक्षम नहीं हुआ है।
