Квантова механіка описує невидимий світ атомів і молекул за допомогою квантових суперпозиційних станів, що дозволяє фізичній системі одночасно перебувати у двох абсолютно різних станах. Квантові комп’ютери використовують цю таємничу властивість для виконання обчислень, які практично неможливі зі звичайними комп’ютерами, здатність, яка привернула велику увагу в останні роки.
Квантові комп’ютери використовують кубіти в станах квантової суперпозиції 0 і 1 для виконання обчислень. Будь-яке квантове обчислення виконується за допомогою двох основних операцій: однокубітових вентилів і двокубітових вентилів*6. Щоб реалізувати високопродуктивні квантові комп’ютери, нам потрібні швидкі та точні операції воріт.
Розробка квантових комп’ютерів підтримується в усьому світі, і це свідчить про прийняття різноманітних підходів, з пропозиціями, починаючи від маніпулювання окремими атомами чи іонами до використання напівпровідників і надпровідних схем. Підхід до надпровідної схеми зараз розглядається як такий, що має перевагу з точки зору реалізації станів квантової суперпозиції у великих схемах, а також у відносній легкості досягнення сильного зв’язку кубітів, необхідного для високошвидкісного виконання двокубітових вентилів.
Зчеплення кубітів здійснюється за допомогою муфти (рис. 1). До недавнього часу опорними пристроями були фіксовані муфти з постійною силою зчеплення*7, але зараз увага привертає увагу до регульованих з’єднувачів, які, як вважають, пропонують регульовану силу з’єднання, необхідну для покращення продуктивності.
Настроювані з’єднувачі задовольняють суперечливі вимоги: швидкий двокубітовий вентиль із сильним зв’язком, а також можливість зменшити помилки від залишкового зв’язку шляхом вимкнення зв’язку. Крім того, бажано, щоб кубіт, який використовується в обчисленнях, був трансмон-кубітом із фіксованою частотою, який є високостабільним, має просту структуру та його легко виготовити. Крім того, частота двох з’єднаних кубітів має істотно відрізнятися, оскільки це зменшує помилки перехресних перешкод і є стійким до відхилень від проектних значень частот кубітів, тим самим покращуючи продуктивність у виготовленні пристроїв. Проблема тут, однак, полягає в тому, що жоден настроюваний зв’язувач ще не зміг поєднати повне роз’єднання та швидкі двокубітові затворні операції для двох трансмон-кубітів із фіксованою частотою зі значно різними частотами.
