Séance de cours

Transmon Qubit: Anharmonicité et stratégies de couplage

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Dans cours

PHYS-464: Solid state systems for quantum information

This course will give an overview of the experimental state of the art of quantum technology for Quantum Information Processing (QIP). We will explore some of the most promising approaches for realizing quantum hardware and critically assess each approach' ...

Description

Cette séance de cours couvre les niveaux d'énergie et les régimes de la boîte à paires Cooper (CPB) et du qubit transmon, mettant en évidence les différences dans les énergies de Josephson et de charge. Il explique l'impact de la tension de la porte sur l'induction de paires Cooper et le couplage Josephson permettant le saut de paire. On discute de l'insensibilité du régime transmon à la compensation des charges et à la réduction de l'anharmonicité. La séance de cours explore également les stratégies de couplage pour les qubits transmon, y compris les méthodes de couplage fixes et thonières, et le couplage capacitif direct. Les exigences relatives au calcul quantique, telles que les opérations à qubit unique à haute fidélité et l'enchevêtrement entre qubits, sont décrites.

Enseignant·e

Pasquale Scarlino

I obtained my master's degree in Physics at the University of Salento, Lecce (Italy) in February 2011. During 2006-2011, I have also been a student of Scuola Superiore ISUFI (SSI). SSI is one of six schools of excellence established in Italy to develop the intellectual capital in technological and social sciences. I conducted an external Master thesis project during an 8 months internship in the Quantum Transport Group at TU Delft, under the supervision of Prof. L.M.K. Vandersypen. There, I implemented the Quantum Point Contact Radio-Frequency Reflectometry technique, which allows increasing the single-shot electron spin readout bandwidth and is currently routinely used in the group.I obtained my Ph.D. degree in February 2016, in the Spin Qubits group of Prof. L.M.K. Vandersypen at the Kavli Institute of Nanoscience-Qutech (TU Delft). During my Ph.D. I have been leading the Si/SiGe spin qubits project, collaborating with the M. Eriksson Group at Wisconsin University. In parallel, I have been working on other different projects, in particular with GaAs depletion quantum dots, high impedance superconducting resonators, and surface acoustic wave resonators. I have been working as a Postdoc fellow in the group of Prof. A. Wallraff (Quantum Device Lab) at ETH Zurich. My main project, in collaboration with the group of Prof. K. Ensslin and Prof. T. Ihn, consisted in integrating semiconductor and superconductor technologies. Realizing a well-controlled interface between the semiconductor and superconductor-based quantum information technologies may allow harnessing the best of both device architectures, for example by providing an interface between strongly coupled charge state and high coherence spin states. Furthermore, it enables the possibility to explore light/matter hybridization in a class of solid-state systems and regimes that are new in the context of quantum optics.From June 2019 till September 2020, I have been a Senior Researcher at Microsoft Station Q Copenhagen and at the Center for Quantum Devices in Copenhagen, focusing on developing semiconductor-superconducting hybrid hardware for topologically protected quantum computation.Since October 2020, I am a tenure track Assistant Professor of Physics in the School of Basic Sciences at the EPFL where I founded the Hybrid Quantum Circuit (HQC) laboratory.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (30)

Charge qubit

In quantum computing, a charge qubit (also known as Cooper-pair box) is a qubit whose basis states are charge states (i.e. states which represent the presence or absence of excess Cooper pairs in the island). In superconducting quantum computing, a charge qubit is formed by a tiny superconducting island coupled by a Josephson junction (or practically, superconducting tunnel junction) to a superconducting reservoir (see figure). The state of the qubit is determined by the number of Cooper pairs that have tunneled across the junction.

Transmon

vignette|Dispositif composé de quatre qubits transmon, de quatre bus quantiques et de quatre résonateurs de lecture fabriqués par IBM et présentés dans un article d'informatique quantique de 2017. En informatique quantique, un transmon est un type de supraconducteur qui a été conçu pour réduire la sensibilité au bruit de charge. Le transmon a été développé à l'université Yale en 2007. Son nom est une abréviation de transmission line shunted plasma oscillation qubit. Catégorie:Informatique quantique Catégori

Superconducting quantum computing

Superconducting quantum computing is a branch of solid state quantum computing that implements superconducting electronic circuits using superconducting qubits as artificial atoms, or quantum dots. For superconducting qubits, the two logic states are the ground state and the excited state, denoted respectively. Research in superconducting quantum computing is conducted by companies such as Google, IBM, IMEC, BBN Technologies, Rigetti, and Intel. Many recently developed QPUs (quantum processing units, or quantum chips) utilize superconducting architecture.

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

Phase qubit

In quantum computing, and more specifically in superconducting quantum computing, the phase qubit is a superconducting device based on the superconductor–insulator–superconductor (SIS) Josephson junction, designed to operate as a quantum bit, or qubit. The phase qubit is closely related, yet distinct from, the flux qubit and the charge qubit, which are also quantum bits implemented by superconducting devices.

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Circuits supraconducteurs hybrides / à points quantiques

Couvre l'électrodynamique quantique à cavité hybride avec des points quantiques et des réseaux de jonction Josephson, en se concentrant sur les qubits de spin et les qubits supraconducteurs.

Transmon en tant qu'oscillateur anharmonique

Explore le concept d'un transmon en tant qu'oscillateur anharmonique et discute de la mise en place de portes à un qubit et de stratégies de couplage.

Qubits supraconducteurs: principes et applications

Couvre les principes et les applications des qubits supraconducteurs en science quantique.

Ions piégés: Portes quantiques

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Quantum et nanocomputing: Réalisation et contrôle de Qubit

Couvre la conception, le contrôle et la lecture des qubits supraconducteurs.

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