(57)【要約】【課題】非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤセットに容量性デバイスを分路として取り付けることによって同調可能共振器を形成する。【解決手段】非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤは、第１のジョセフソン接合および第２のジョセフソン接合を含み、第１のジョセフソン接合と第２のジョセフソン接合の臨界電流は異なる。同調可能共振器とキュービットの間に、キュービットの量子状態を容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが分散的に読み出すことができるような態様で結合が形成される。外部磁束が第１の値にセットされ、同調可能共振器に加えられる。外部磁束の第１の値によって、同調可能共振器が、キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内の第１の周波数に同調し、第１の周波数への同調可能共振器の同調がキュービットの能動リセットを引き起こす。【選択図】図１
2021500737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導デバイスであって、
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの分路として容量性デバイスを有する同調可能共振器であり、前記セットの中の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが第１および第２のジョセフソン接合を含み、前記第１のジョセフソン接合の第１の臨界電流が前記第２のジョセフソン接合の第２の臨界電流とは異なる、前記同調可能共振器と、
前記共振器とキュービットとの間の結合であり、前記キュービットの量子状態を前記非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが分散的に読み出すことができるような態様の前記結合と、
外部磁束であり、前記磁束が第１の値にセットされ、前記共振器に加えられ、前記磁束の第１の値によって前記共振器が第１の周波数に同調し、前記第１の周波数が、前記キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にあり、前記第１の周波数への前記共振器の前記同調が前記キュービットの能動リセットを引き起こす、前記外部磁束と
を備える超電導デバイス。
【請求項２】
第２の値に変化させた前記磁束をさらに含み、前記第２の値によって前記共振器が第２の周波数に同調し、前記第２の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から少なくとも第２の周波数差だけ離調しており、前記第２の周波数への前記共振器の前記同調が、前記キュービットの前記量子状態の分散読出し操作が実行されることを可能にする、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２の周波数が、前記共振器の周波数共振範囲内の最大周波数である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第２の周波数差が、前記第１のジョセフソン接合と前記第２のジョセフソン接合の間の非対称度の関数である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１の周波数差がゼロであり、前記第１の周波数が前記キュービットの前記共振周波数である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から前記第１の周波数差以内にあることによって、前記キュービットが光子を放出し、前記放出によって、前記キュービットが基底エネルギー状態まで緩和する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記キュービットを強制的に前記基底エネルギー状態にすることが、前記キュービットのエネルギー減衰時定数よりも速い、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記セットが、前記非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤだけを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記セットからの複数の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを接続する直列接続をさらに含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記直列接続が超電導ワイヤを含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記セットの第１の側に形成された第１のパッドと、
前記セットの第２の側に形成された第２のパッドであり、前記第１のパッドと前記第２のパッドとがある距離だけ分離されており、前記第１のパッドと前記第２のパッドとが一緒に前記容量性デバイスを形成している、前記第２のパッドと
をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
方法であって、
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットに容量性デバイスを分路として取り付けることによって同調可能共振器を形成するステップであり、前記セットの中の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが第１および第２のジョセフソン接合を含み、前記第１のジョセフソン接合の第１の臨界電流が前記第２のジョセフソン接合の第２の臨界電流とは異なる、前記形成するステップと、
前記共振器をキュービットに結合するステップであり、前記キュービットの量子状態を前記共振器が分散的に読み出すことができるような態様で前記共振器を前記キュービットに結合する、前記結合するステップと、
前記同調可能共振器に第１の値の外部磁束を加えることによって前記キュービットを能動的にリセットするステップであり、前記磁束の第１の値によって前記共振器が第１の周波数に同調し、前記第１の周波数が、前記キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にある、前記リセットするステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記磁束を第２の値に変化させるステップであり、前記第２の値によって前記共振器が第２の周波数に同調し、前記第２の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から少なくとも第２の周波数差だけ離調した、前記変化させるステップと、
前記第２の周波数に同調させた前記共振器を使用して、前記キュービットの前記量子状態の分散読出し操作を実行するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の周波数が、前記共振器の周波数共振範囲内の最大周波数である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の周波数差が、前記第１のジョセフソン接合と前記第２のジョセフソン接合の間の非対称度の関数である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の周波数差がゼロであり、前記第１の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から前記第１の周波数差以内にあることによって、前記キュービットが光子を放出し、前記放出によって、前記キュービットが基底状態まで緩和する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記キュービットを強制的に前記基底エネルギー状態にすることが、前記キュービットのエネルギー減衰時定数Ｔ１よりも速い、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記セットが、前記非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤだけを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記セットの中の複数の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを直列に接続するステップをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが超電導体を使用して直列に接続される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記セットの第１の側に第１のパッドを形成するステップと、
前記セットの第２の側に第２のパッドを形成するステップであり、前記第１のパッドと前記第２のパッドとがある距離だけ分離され、前記第１のパッドと前記第２のパッドとが一緒に前記容量性デバイスを形成する、前記第２のパッドを形成するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
超電導製造システムであって、同調可能共振器デバイスを製造するために動作させたときに、請求項１２ないし２２のいずれかに記載の方法のステップを実行する、超電導製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、超電導キュービット（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｑｕｂｉｔ）の状態を読み出すため、および超電導キュービットを基底状態にリセットするための超電導デバイス、製造方法、および製造システムに関する。より詳細には、本発明は、キュービット読出しおよびリセット用の同調可能（ｔｕｎａｂｌｅ）非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのためのデバイス、方法、およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
使用されている箇所で特に弁別されていない限り、本明細書では以降、語または句の中の接頭辞「Ｑ」が、量子コンピューティング文脈においてその語または句に言及していることを示す。
【０００３】
原子を構成している粒子および分子は、量子力学の法則に従う。量子力学は、物質界（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｗｏｒｌｄ）がどのように機能しているのかを最も基本的なレベルで探究する物理学の一部門である。このレベルで、粒子は不思議な振舞いを示し、同時に２つ以上の状態をとり、非常に遠くに離れた別の粒子と相互作用する。量子コンピューティングはこれらの量子現象を利用して情報を処理する。
【０００４】
現在我々が使用しているコンピュータは、古典的コンピュータ（本明細書では「従来型」コンピュータまたは従来型ノード（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｎｏｄｅ）ないし「ＣＮ」とも呼ぶ）として知られている。従来型コンピュータは、半導体材料および半導体技術、半導体メモリ、ならびに磁気または固体記憶デバイスを使用して製造された従来型のプロセッサを、フォン・ノイマン型アーキテクチャとして知られるアーキテクチャ内で使用する。具体的には、従来型コンピュータのプロセッサは、２進プロセッサ、すなわち１および０で表された２進データに対して演算を実施するプロセッサである。
【０００５】
量子プロセッサ（ｑプロセッサ）は、エンタングルされた（ｅｎｔａｎｇｌｅｄ）キュービット・デバイス（本明細書では短く「キュービット」（「ｑｕｂｉｔ」、複数形は「ｑｕｂｉｔｓ」）と呼ぶ）の変わった性質を使用して、計算タスクを実行する。量子力学が機能する特定の領域において、物質の粒子は、例えば「オン」状態、「オフ」状態、および同時に「オン」と「オフ」の両方の状態など、多数の状態で存在し得る。半導体プロセッサを使用する２進コンピューティングは、（２進コードの１および０と等価の）オン状態およびオフ状態だけを使用することに限定されているが、量子プロセッサは、物質のこれらの量子状態を利用して、データ・コンピューティングで使用可能な信号を出力する。
【０００６】
従来型コンピュータは、情報をビットとしてコード化する。それぞれのビットは値１または０をとることができる。これらの１および０は、コンピュータ機能を最終的に駆動するオン／オフ・スイッチの働きをする。他方、量子コンピュータはキュービットに基づき、キュービットは、量子物理学の鍵となる２つの原理、すなわち重ね合わせ（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）およびエンタングルメント（ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）に従って動作する。重ね合わせは、それぞれのキュービットが１と０の両方を同時に表すことができることを意味する。エンタングルメントは、重ね合わせの中のキュービットを古典的でない手法で互いに相関させることができること、すなわち、１つの状態（それが１なのかもしくは０なのかまたはその両方であるのかは問わない）が別の状態に依存し得ること、および２つのキュービットがエンタングルされているときの方が、それらの２つのキュービットが個別に処理されるときよりも、それらの２つのキュービットに関して確認することができるより多くの情報が存在することを意味する。
【０００７】
これらの２つの原理を使用して、キュービットは、従来型コンピュータを使用することによっては手に負えない難しい問題を量子コンピュータが解決することを可能にする手法で量子コンピュータが機能することを可能にする、より洗練された情報プロセッサとして動作する。ＩＢＭは、超電導キュービットを使用した量子プロセッサを構築し、その動作可能性（ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）を示すことに成功した（ＩＢＭは、米国および他の国におけるＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ社の登録商標である）。
【０００８】
超電導キュービットはジョセフソン接合を含む。ジョセフソン接合は、２つの薄膜超電導金属層を非超電導材料によって分離することによって形成される。超電導層の金属を、例えばその金属の温度を指定された極低温まで下げることによって超電導性にすると、非超電導層を通して一方の超電導層からもう一方の超電導層へ電子の対がトンネリングすることができる。キュービットでは、分散非線形インダクタとして機能するジョセフソン接合が、１つまたは複数の容量性デバイスと並列に電気的に結合されて、非線形マイクロ波発振器を形成する。この発振器は、キュービット回路のインダクタンスおよび静電容量の値によって決まる共振／遷移周波数を有する。使用されている箇所で特に弁別されていない限り、用語「キュービット」への言及は、ジョセフソン接合を使用した超電導キュービット回路への言及である。
【０００９】
キュービットによって処理された情報は、マイクロ波周波数範囲のマイクロ波信号／光子の形態で搬送または伝送される。それらのマイクロ波信号は、その中にコード化された量子情報を解読するために捕捉、処理および解析される。読出し回路は、キュービットの量子状態を捕捉し、読み出し、測定するためにキュービットに結合された回路である。読出し回路の出力は、計算を実行するためにｑプロセッサによって使用可能な情報である。
【００１０】
超電導キュービットは２つの量子状態、すなわち｜０＞および｜１＞を有する。これらの２つの状態は、原子の２つのエネルギー状態、例えば人工超電導原子（超電導キュービット）の基底状態（｜ｇ＞）および第１の励起状態（｜ｅ＞）とすることができる。他の例には、核スピンまたは電子スピンのスピンアップとスピンダウン、結晶欠陥の２つの位置、量子ドットの２つの状態などがある。このシステムは量子性を有するため、これらの２つの状態の任意の組合せが許容され、有効である。
【００１１】
キュービットを使用した量子コンピューティングを信頼性の高いものにするためには、量子回路、例えばキュービット自体、キュービットに関連した読出し回路および量子プロセッサの他の部分が、エネルギーを注入しもしくは放散させることなどによって、キュービットのエネルギー状態をあまり変更してはならず、またはキュービットの｜０＞状態と｜１＞状態の間の相対位相に影響を与えてはならない。量子情報を使用して動作する回路に対するこの動作上の制約は、このような回路で使用される半導体および超電導構造体を製造する際に特別な考慮を必要とする。
【００１２】
キュービットのリセットは、キュービットのエネルギー状態が励起状態から基底状態に戻る過程である。時定数（Ｔ１）は、時間に対する、キュービットの励起エネルギー状態の基底状態への指数関数的減衰を特徴付ける。
【００１３】
一般に、超電導量子干渉デバイス（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｄｅｖｉｃｅ：ＳＱＵＩＤ）が、極めて低い磁場を測定することができる非常に高感度の磁力計として使用される。ＳＱＵＩＤは、５アトテスラ（５×１０−１８Ｔ）という低い磁場を測定するのに十分な感度を有する。比較として、一般的な冷蔵庫の磁石は０．０１テスラ（１０−２Ｔ）を生み出す。
【００１４】
ＳＱＵＩＤには主要な２つのタイプ、すなわち直流（ＤＣ）ＳＱＵＩＤおよび無線周波（ＲＦ）ＳＱＵＩＤがある。
【００１５】
ｄｃ−ＳＱＵＩＤはＤＣジョセフソン効果に基づき、超電導ループ内に並列の２つのジョセフソン接合を有する。外部磁場がない場合、入力電流Ｉは２つの枝に等しく分かれ、ループのそれぞれのジョセフソン接合に流れる。超電導ループに小さな外部磁場がかけられている場合には、ループ内でスクリーニング電流Ｉｓが循環し始め、これによって、加えられた外部磁束を打ち消す磁場が発生する。この誘導電流は、超電導ループの一方の枝ではＩと同じ方向ではあり、もう一方の枝ではＩと反対である。全体の電流は、一方の枝ではＩ／２＋Ｉｓ、もう一方の枝ではＩ／２−Ｉｓになる。どちらかの枝の電流がその枝のジョセフソン接合の臨界電流Ｉｃを超えるとすぐに、その接合を横切って電圧が現れる。外部磁束を、磁束量子（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｘ  ｑｕａｎｔｕｍ）の半分であるΦ０／２を超えるまでさらに増大させた場合、超電導ループによって取り囲まれた磁束は磁束量子の整数でなければならないため、ＳＱＵＩＤは、エネルギー的に、磁束をスクリーニングする代わりに、磁束を磁束量子に向かってΦ０まで増大させることを選ぶ。このとき、スクリーニング電流は反対方向に流れる。したがって、スクリーニング電流は、磁束が増大するたびに、Φ０磁束量子の整数倍の半分だけ方向を変える。したがって、臨界電流は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの超電導ループ内で、加えられた磁束の関数として振動する。
【００１６】
従来は、キュービットがリセットするのを待つ間にかなりの時間が無駄になる。一般に、長命のキュービットについては、基底状態への励起状態の減衰は低速である。その結果、キュービットが基底状態まで減衰するのを待つことに基づくリセット動作も低速となる。キュービットのＴ１が長いほどアイドル時間も長くなる。
【００１７】
この時間の浪費は、超電導キュービットを使用して可能な量子計算のスピードに対して直接の不利な影響を有する。一般的に使用されているリセット法は受動的な方法であるため、すなわちキュービット以外の回路を使用せずに実行されるため、キュービットを読み取るために従来から使用されている読出し回路などの他の量子回路は、キュービットをリセットする際には何の役目も果たさない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、キュービットをリセットする能動的な方法が望ましい。能動的方法では、キュービットの外部の量子回路が、キュービットを強制的に基底エネルギー状態にするように動作し、基底エネルギー状態へのキュービットの減衰を加速し、またはこれらのある組合せを実行する。読出し操作とリセット操作の両方など、キュービットに対して多数の操作ができる量子回路も非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施形態は、超電導デバイス、ならびに該超電導デバイスの製造方法および製造システムを提供する。本発明を実施する超電導デバイスは、同調可能共振器を形成するために、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの分路として容量性デバイスを含み、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの中の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤは第１のジョセフソン接合および第２のジョセフソン接合を含み、第１のジョセフソン接合の第１の臨界電流は第２のジョセフソン接合の第２の臨界電流とは異なる。この超電導デバイスは、同調可能共振器とキュービットとの間の結合であり、キュービットの量子状態を容量性分路付き（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ−ｓｈｕｎｔｅｄ）非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが分散的に読み取ることができるような態様の結合を含む。外部磁束が第１の値にセットされ、同調可能共振器に加えられ、外部磁束の第１の値によって同調可能共振器は第１の周波数に同調し、第１の周波数は、キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にあり、第１の周波数への同調可能共振器の同調はキュービットの能動リセットを引き起こす。このように、本発明は、キュービットの能動リセットを実行することができる超電導デバイスを提供する。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、外部磁束が第２の値に変化し、外部磁束の第２の値によって同調可能ＳＱＵＩＤが第２の周波数に同調し、第２の周波数は、キュービットの共振周波数から少なくとも第２の周波数差だけ離調しており、第２の周波数への同調可能共振器の同調が、キュービットの量子状態の分散読出し操作が実行されることを可能にする。この読出し操作は、キュービット−共振器システムに共振器の共振周波数でマイクロ波信号を送り、出力信号の振幅もしくは位相またはその両方を測定することによって実行される。この実施形態は、ュービットの読出しおよび能動リセットを実行することができる超電導デバイスを提供する。
【００２１】
本発明の別の実施形態では、第２の周波数が、同調可能共振器の周波数共振範囲内の最大周波数である。この実施形態は、読出しを実行するように超電導デバイスを動作させる特定の方式を提供する。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、第２の周波数差が、第１のジョセフソン接合と第２のジョセフソン接合の間の非対称度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）の関数である。この実施形態は、読出しを実行するように超電導デバイスを構成する特定の方式を提供する。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、第１の周波数差がゼロであり、第１の周波数がキュービットの共振周波数である。この実施形態は、能動リセットを実行するように超電導デバイスを動作させる特定の方式を提供する。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、第１の周波数が、キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にあることによって、キュービットが光子を放出し、この放出によって、キュービットが基底エネルギー状態まで緩和する。この実施形態は、超電導デバイスがリセットを実行する特定の機構を提供する。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、キュービットを強制的に基底エネルギー状態にすることが、キュービットのエネルギー減衰時定数よりも速い。この実施形態は、超電導デバイスによって実行されるリセットが能動リセットとなる特定の機構を提供する。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットが非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤだけを含む。このように、この実施形態は、超電導デバイスの１つの代替構成を提供する。
【００２７】
本発明の別の実施形態は、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットからの複数の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを接続する直列接続をさらに含む。この実施形態は、超電導デバイスの別の代替構成を提供する。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、この直列接続が超電導ワイヤを含む。この実施形態は、超電導デバイスの１つの代替構成の特定の構成を提供する。
【００２９】
本発明の別の実施形態は、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの第１の側に形成された第１のパッドをさらに含む。本発明のこの実施形態は、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの第２の側に形成された第２のパッドを含み、第１のパッドと第２のパッドはある距離だけ分離されており、第１のパッドと第２のパッドは一緒に容量性デバイスを形成している。この実施形態は、超電導デバイスの１つの代替構成の別の特定の構成を提供する。
【００３０】
本発明の一実施形態は、超電導デバイスを製造するための製造方法を含む。
【００３１】
本発明の一実施形態は、超電導デバイスを製造するための製造システムを含む。
【００３２】
本発明の特徴と考えられる新規の特徴は添付の請求項に示されている。しかしながら、本発明、本発明の好ましい使用モード、さらなる目的および利点は、添付図面とともに読んだときに、例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの例示的ないくつかの構成を示す図である。
【図２】例示的な実施形態による使用されるキュービット読出しおよびリセット用の同調可能非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な２つの実現を示す図である。
【図４】キュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な１つの構成を示す図である。
【図５】異なるキュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な別の構成を示す図である。
【図６】超電導キュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書に記載された本発明の例示的な実施形態は一般に、キュービット読出しおよびリセット用の同調可能超電導共振器に対する上述の必要性を対象としており、そのような必要性を解決する。この同調可能共振器は、容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤアレイとして実現することができる。
【００３５】
本発明の一実施形態は、容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤとして実施することができる。容量性分路付き非対称ＳＱＵＩＤの設計および製造方法は、ソフトウェア・アプリケーションとして実施することができる。本発明の一実施形態を実施するアプリケーションは、リソグラフィ・システムなどの既存の超電導体製造システムとともに機能するように構成することができる。
【００３６】
説明を分かりやすくするため、その説明に限定される含意なしに、本発明の例示的な実施形態は、いくつかの例示的な数のＳＱＵＩＤを使用して説明される。例示的な実施形態の範囲内の異なる数のＳＱＵＩＤを使用して１つの実施形態を実施することができる。
【００３７】
さらに、図においては、例示的なＳＱＵＩＤ、キュービットおよび他の回路構成要素の簡略図が使用される。実際の製造または回路では、本発明の範囲を逸脱することなしに、本明細書に示されていないもしくは記載されていない追加の構造体もしくは構成要素、または本明細書に示され記載された構造体もしくは構成要素とは異なる構造体もしくは構成要素が存在することがある。同様に、本明細書に記載された動作または結果と同様の動作または結果を得るために、本発明の範囲内で、例示的な容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの図示された構成要素または記載された構成要素が、異なって製造または結合されることがある。
【００３８】
本明細書に記載された容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの構成要素の特定の値、場所、位置または寸法は、そのような特性が本発明の実施形態の特徴として特に記載されていない限り、本発明を限定することは意図されていない。それらの値、場所、位置、寸法またはそれらのある組合せは、図面および説明を分かりやすくするためだけに選択されたものであり、本発明の実施形態に従って目的を達成するために実際の製造または回路で使用され得る実際の値、場所、位置または寸法から誇張もしくは矮小化されていることがあり、またはそれ以外の態様で変更されていることがある。
【００３９】
さらに、実際のまたは仮定の特定の構成要素に関して、本発明の実施形態は単なる例として記載されている。同様の目的のさまざまな構成要素を使用して同様の方式で回路を製造するために、本発明のさまざまな実施形態のステップを適合させることができ、そのような適合は、例示的な本発明の範囲に含まれることが企図される。
【００４０】
本発明の実施形態は、あるタイプの材料、電気特性、構造、形成、ステップ、動作、寸法、数、周波数、回路、構成要素および用途に関して、単なる例として説明される。これらのアーチファクトおよび他の同様のアーチファクトの特定の明示が本発明を限定することは意図されていない。本発明の範囲内で、これらのアーチファクトおよび他の同様のアーチファクトの適当な明示を選択することができる。
【００４１】
本明細書に記載された例は、説明を分かりやすくするためだけに使用され、本発明の実施形態を限定するものではない。本明細書に挙げられた利点は、単なる例であり、それらの利点が本発明を限定することは意図されていない。本発明の特定の実施形態によって追加の利点または異なる利点を実現することができる。さらに、本発明の特定の実施形態は、上に挙げた利点の一部もしくは全部を有することがあり、または上に挙げた利点を１つも持たないことがある。
【００４２】
図１を参照すると、この図は、本発明を実施する容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの例示的ないくつかの構成を示す。構成１００は、容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの例示的な１つの構成を形成し、この構成では、単一（Ｎ＝１）の非対称ｄｃ−ＳＱＵＩＤ１０２が使用されている。
【００４３】
ジョセフソン接合１０２−１およびジョセフソン接合１０２−２が、対応するそれぞれの位置に示されている。これらの位置は単なる非限定的な例である。ジョセフソン接合１０２−１と１０２−２の間の中間に置かれたワイヤを介して入力電流Ｉが送達されることを前提に、これらのジョセフソン接合の位置は、ＳＱＵＩＤ１０２の超電導ループ内で互いに交換することができる。
【００４４】
非対称ｄｃ−ＳＱＵＩＤ１０２は、ＳＱＵＩＤ１０２の２つのジョセフソン接合１０２−１と１０２−２が異なる臨界電流を有する（一般に異なる面積を有する）ように、対称ｄｃ−ＳＱＵＩＤを変更したものであり、このことが、ＳＱＵＩＤ１０２のジョセフソン接合を表す記号（×）の異なるサイズ（比例しているわけではない）によって表されている。ジョセフソン接合１０２−１は臨界電流Ｉｃ１を有する。ジョセフソン接合１０２−２は臨界電流Ｉｃ２を有する。本発明の好ましい実施形態では、分路に静電容量を有するときにデバイス１００または１５０の同調可能周波数の限定された帯域（周波数共振範囲）を可能にするために、ジョセフソン接合１０２−１と１０２−２が、望ましくも異なるサイズを有する。例えば、読み出すまたはリセットするキュービット（図示せず）の周波数が約４．７ギガヘルツ（ＧＨｚ）である場合、同調可能周波数の望ましい限定された帯域が、４．５ＧＨｚから８．５ＧＨｚの範囲であることがある。ＳＱＵＩＤ１０２の２つのジョセフソン接合のサイズが同一またはほぼ同一である場合、容量性分路付きＳＱＵＩＤの周波数範囲の下限は、上限が変化しないと仮定すると、ゼロ周波数（ｖａｎｉｓｈｉｎｇ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に近づくであろう。当業者なら理解することだが、周波数帯域が広いほど、周波数同調可能性グラフのピークと谷の間の傾きは大きくなる。キュービットの周波数よりもわずかに低い周波数のところに周波数範囲の末端がある重要性、および容量性分路付きＳＱＵＩＤの周波数同調可能性曲線の結果として生じるより小さな傾きは、本明細書に記載された図４〜６からより明らかになる。適当に選択されたとき、非対称ジョセフソン接合１０２−１および１０２−２は、容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１０２の周波数範囲の安定した最小周波数を可能にする。
【００４５】
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１０２は、容量性デバイス１０４を分路として有する（容量性デバイス１０４と並列に電気結合されている）。非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１０２のインダクタンスと並列に結合されたコンデンサ１０４は、同調可能共振器として機能する容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１００を形成している。同調可能共振器１００は、同調可能ＳＱＵＩＤ１００に加えられた外部磁束（Φｅｘｔ）を同調させるまたは調整することによってその周波数を同調させることまたは変更することが可能な共振器として動作する。ＳＱＵＩＤ１０２の超電導ループのインダクタンスは小さく、不等式Ｌ（Ｉｃ１＋Ｉｃ２）＜＜Φｅｘｔを満たすと仮定する。この仮定は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤループを貫く全磁束が、加えられた外部磁束Φｅｘｔに等しいかまたはほぼ等しいことを意味するため、この仮定は主として、デバイス応答の解析および計算を単純にする。
【００４６】
ノード１０６および１０８を使用して、同調可能共振器１００を、キュービット（図示せず）もしくは回路（図示せず）の入力／出力伝送線（図示せず）に、またはキュービット（図示せず）と入力／出力伝送線（図示せず）の両方に結合することができる。この外部磁束を調整することにより、同調可能共振器１００は、ジョセフソン接合１０２−１および１０２−２の選択された非対称臨界電流（サイズ）ならびにコンデンサ１０４のサイズによって少なくとも部分的に設定される周波数範囲内の共振周波数応答を示す。同調可能共振器１００のこの同調可能周波数は、キュービットの遷移周波数（キュービット共振周波数）と同じ周波数もしくはキュービット共振周波数に近い周波数に同調させることができ、または周波数範囲のキュービットの周波数から遠い方の端に同調させることができる。同調可能共振器１００の周波数が、キュービットの周波数と同じ周波数もしくはキュービットの周波数に近い周波数に同調しているとき、原理上共振器である同調可能共振器１００はキュービットと共振していると言う。同調可能共振器１００の周波数が、キュービットの周波数とはかなり異なる周波数に同調しているとき、同調可能共振器１００は、キュービットと共振していないと言う。
【００４７】
したがって、キュービットを能動的にリセットしまたはキュービットを読み出すために、ＳＱＵＩＤ１０２のインダクタンスを単純に同調させ、それによって共振器をキュービットと共振した状態にまたはキュービットと共振していない状態に同調させることによって、同調可能ＳＱＵＩＤベースの共振器１００を同調させることができる。キュービットの状態を基底状態にリセット／初期化するときには、同調可能共振器１００の周波数を、キュービット共振周波数と共振した状態に同調させる。同調可能共振器１００のこの共振同調は、パーセル効果（Ｐｕｒｃｅｌｌ  ｅｆｆｅｃｔ）によるキュービットから読出し共振器（同調可能共振器１００）内への光子の放出を刺激し、その結果としてキュービットを基底状態にする。
【００４８】
キュービットの状態を読み出すとき、または読出し以外でキュービットの状態を操作するときには、読出し共振器（同調可能共振器１００）の周波数を、キュービット共振周波数と共振していない状態に同調させる。この動作モードでは、分散読出し技法を使用してキュービット状態が読み出される。この場合、同調可能共振器周波数は、磁束に対する読出し共振器の最大共振周波数に対応するスイート・スポットに留まる。このスイート・スポットは、磁束に対する同調可能共振器１００の周波数同調可能性曲線の傾きゼロの（またはほぼ傾きゼロの）領域を有する。この傾きゼロの点またはほぼ傾きゼロの領域は、磁束ノイズに対する読出し共振器周波数の感受性を最小化する。
【００４９】
構成１５０は、同調可能共振器の例示的な別の構成を形成し、この構成では、複数（Ｎ＞１）の非対称ｄｃ−ＳＱＵＩＤ１５２Ａ、１５２Ｂ．．．１５２Ｎが使用されている。非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１５２Ａ〜Ｎはそれぞれ、同調可能共振器１００の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１０２の方式で構成されており、同方式で動作する。
【００５０】
示されているとおり、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１５２Ａ〜Ｎは直列に連結されている。非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１５２Ａ〜Ｎの直列は、分路としてコンデンサ１５４を有する。コンデンサ１５４の機能は、同調可能共振器１００のコンデンサ１０４の機能と同様だが、サイズは、非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの直列１５２のインダクタンスおよび同調可能ＳＱＵＩＤ１５２から要求された周波数共振範囲に応じた異なるものであってもよい。ノード１５６および１５８はそれぞれ、同調可能共振器１００のノード１０６および１０８に対応する。
【００５１】
本発明の一実施形態では、それぞれの非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｎが互いに実質的に同一である。本発明の別の実施形態では、直列１５２が、直列の中の別の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤと比べて一方または両方のジョセフソン接合のサイズが同じまたは異なる非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを含むことができる。
【００５２】
図２を参照すると、この図は、キュービット読出しおよびリセット用の同調可能非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤであり、本発明を実施する同調可能非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの回路図を示す。共振器２０２は、図１の同調可能ＳＱＵＩＤ１００または同調可能ＳＱＵＩＤ１５０とすることができる。図示の非限定的な例では、共振器２０２が同調可能ＳＱＵＩＤ１５０である。
【００５３】
共振器２０２は、キュービット２０４の読出しおよびリセットを実行するように構成されている。キュービット２０４は、ジョセフソン接合２０６およびコンデンサ２０８を使用して形成されている。ジョセフソン接合２０６は臨界電流Ｉｃｑを有し、コンデンサ２０８は静電容量Ｃｑを有する。ノード１５６（または場合に応じて１０６）は、静電容量Ｃｃのカップリング・コンデンサ２１０を介してキュービット２０４と結合している。ノード１５６（または場合に応じて１０６）は、静電容量Ｃｒの読出しコンデンサ２１４を介して入力／出力伝送線２１２と結合している。ノード１５８（または場合に応じて１０８）はキュービット２０４と示されているとおりに結合している。
【００５４】
図３を参照すると、本発明を実施する２つの同調可能共振器が示されている。同調可能共振器３００の機能は、図１の同調可能共振器１００の機能と実質的に同様である。同調可能共振器３５０の機能は、図１の同調可能共振器１５０の機能と実質的に同様である。
【００５５】
同調可能共振器のコンデンサ１０４は、さまざまなリソグラフィ法を使用する実施態様特定の（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）さまざまな手法で製造することができる。そのような１つの方法では、示されているように、パッド３０４Ａおよび３０４Ｂを形成し、それらのパッドをそれぞれ、ノード１０６および１０８を介して同調可能ＳＱＵＩＤ１０２と結合させる。超電導材料で製作されたパッド３０４Ａと３０４Ｂは、距離／間隙ｄ１だけ分離されており、それによってコンデンサ、すなわち同調可能共振器１００のコンデンサ１０４を形成している。一実施形態では、パッド３０４Ａと３０４Ｂが共面である。すなわち同じ製造平面（ｐｌａｎｅ  ｏｆ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）にある。
【００５６】
同調可能共振器１５０のコンデンサ１５４も同様に製造することができる。例えば、超電導材料で製作されたパッド３５４Ａと３５４Ｂは距離ｄ２だけ分離されており、それによってコンデンサ、すなわち同調可能共振器１５０のコンデンサ１５４を形成している。本発明の一実施形態では、パッド３５４Ａと３５４Ｂが共面である。
【００５７】
図４を参照すると、この図は、キュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な１つの構成を示す。単なる非限定的な例として、構成された１つの実験において、図３の同調可能共振器３５０の方式で、同様の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを直列４０４の中に８個（Ｎ＝８）含む、同調可能共振器４０２を構成した。直列４０４の中のそれぞれの非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤに関して、Ｉｃ１は４００ナノアンペア（ｎＡ）、Ｉｃ２は８００ｎＡであった。同調可能共振器４０２の分路コンデンサとして動作するパッド４０６Ａと４０６Ｂの間の静電容量Ｃは、１７５フェムトファラド（ｆＦ）であった。直列４０４の直列インダクタンスは０．１ナノヘンリー（ｎＨ）であった。同調可能共振器４０２は、キュービット（図示せず）の読出しおよびリセットを実行するように構成され、その共振周波数ｆｑは４．７３ＧＨｚであった。
【００５８】
グラフ４０８は、Φｅｘｔが変化したときの同調可能共振器４０２の共振周波数の変化を示す。Φｅｘｔは、それぞれのｄｃ−ＳＱＵＩＤのループを貫いて加えられた外部磁束である。グラフ４０８のＸ軸は比Φｅｘｔ／Φ０を表し、Φ０は磁束量子である。グラフ４０８のＹ軸は、比Φｅｘｔ／Φ０に対するデバイスの共振周波数を示す。
【００５９】
グラフ４０８が示しているように、傾きがゼロである共振周波数のピークは、ΦｅｘｔがΦ０の整数倍であるときに現れる。傾きがゼロである共振周波数の谷は、Φｅｘｔが、Φ０／２のプラスまたはマイナス奇数倍であるときに現れる。同調可能共振器４０２は、傾きがゼロである共振周波数の谷がｆｑのところまたはｆｑの付近にできるような適当な非対称ジョセフソン接合および静電容量Ｃを使用して構築される。
【００６０】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器４０２を、傾きがゼロである共振周波数のピーク、例えば点４１０または傾きゼロの別の共振周波数ピーク点（最大周波数）に同調させた（キュービット周波数から離調させた）ときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりに読み出すことができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数のピークが８．０７１ＧＨｚに達した。
【００６１】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器４０２を、傾きがゼロである共振周波数の谷、例えば点４１２または傾きゼロの別の共振周波数谷点（最小周波数）に同調させたときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりにリセットすることができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数の谷が４．７３ＧＨｚに達した。
【００６２】
図５を参照すると、この図は、異なるキュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な別の構成を示す。同調可能共振器５０２は、実質的に図４に関して説明した方式で構成したが、直列インダクタンスＬ＝０．８ｎＨとした。直列５０４は、実質的に直列４０４の方式で構成されているが、例えば超電導ワイヤの形状、サイズまたは材料を変更することにより異なる直列インダクタンスを有する。パッド５０６Ａと５０６Ｂが、実質的にパッド４０６Ａと４０６Ｂの方式で分路コンデンサを形成している。
【００６３】
同調可能共振器５０２は、キュービット（図示せず）の読出しおよびリセットを実行するように構成され、その共振周波数ｆｑは４．５ＧＨｚであった。グラフ５０８は、Φｅｘｔに対する同調可能共振器５０２の共振周波数の変化を、グラフ４０８の方式で示す。
【００６４】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器５０２を、傾きゼロのピーク点、例えば点５１０または傾きゼロの別のピーク点に同調させた（キュービット周波数から離調させた）ときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりに読み出すことができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数のピークが７．０３８ＧＨｚに達した。
【００６５】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器５０２を、傾きゼロの共振周波数の谷（最小値）、例えば点５１２または傾きゼロの別の共振周波数谷点に同調させたときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりにリセットすることができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数の谷が４．５ＧＨｚに達した。
【００６６】
図６を参照すると、この図は、超電導キュービットの能動リセットおよび読出し用の本発明の一実施形態による同調可能共振器の例示的な別の構成を示す。単なる非限定的な例として、構成された１つの実験において、図３の同調可能共振器３００の方式で、単一（Ｎ＝１）の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ６０４を含む、同調可能共振器６０２を構成した。このケースのように、単一の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを有する同調可能共振器を構築するときには、キュービットのエネルギー状態とキュービットに似たこの共振器のエネルギー状態との間の可能な混成効果（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）のリスクが存在する。望まれていないこの効果がないことを確かめるため、このような構成は理論的に解析されるべきである。
【００６７】
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ６０４に関して、Ｉｃ１は４０ｎＡ、Ｉｃ２は８０ｎＡであった。同調可能共振器６０２の分路コンデンサとして動作するパッド６０６Ａと６０６Ｂの間の静電容量Ｃは１７５ｆＦであった。非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤ６０４の直列インダクタンスは０．１ｎＨであった。同調可能共振器６０２は、キュービット（図示せず）の読出しおよびリセットを実行するように構成され、その共振周波数ｆｑは４．２ＧＨｚであった。
【００６８】
グラフ６０８は、Φｅｘｔを変化させたときの同調可能共振器６０２の共振周波数の変化を、グラフ４０８または５０８の方式で示す。
【００６９】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器６０２を、傾きゼロの共振周波数のピーク、例えば点６１０または傾きゼロの別の共振周波数ピークに同調させた（キュービット周波数から離調させた）ときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりに読み出すことができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数のピークが７．２５１ＧＨｚに達した。
【００７０】
Φｅｘｔを変化させることによって、同調可能共振器６０２を、傾きゼロの共振周波数谷点、例えば点６１２または傾きゼロの別の共振周波数谷点に同調させたときに、キュービットを、本明細書に記載されたとおりにリセットすることができる。示された構成を使用した計算例では、傾きゼロの共振周波数の谷が４．２ＧＨｚに達した。
【００７１】
本発明を実施する容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤの形態の同調可能共振器は、サイズがコンパクトであり、フットプリントが小さく、キュービットと同じ製造プロセスを使用して製造することができ、高速キュービット・リセットのための機構を提供し、高い内部Ｑ（＞２Ｍ）を有し、表面の低い参加比（ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ  ｒａｔｉｏ）を有し、（超電導メアンダライン（ｍｅａｎｄｅｒ−ｌｉｎｅ）インダクタよりも高Ｑの）高Ｑジョセフソン接合を有する。さらに、本発明を実施する容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤは、キュービットをリセットするための高速読出し共振器の必要性を排除する。これは、この装置がキュービット寿命Ｔ１を短くすることが知られているためである。さらに、本発明を実施する容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを使用して、（容量性分路付き非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤをキュービットと共振した状態に同調させることにより）リセットを実行すると、キュービット状態をリセットするためのキュービット測定およびフィードバックの必要がなくなる。
【符号の説明】
【００７２】
１００，１５０  同調可能共振器
１０２，１５２Ａ〜Ｎ  非対称ｄｃ−ＳＱＵＩＤ
１０２−１，１０２−２  ジョセフソン接合
１０４，１５４  コンデンサ
１０６，１０８，１５６，１５８  ノード 
２０２  共振器
２０４  キュービット
２０６  ジョセフソン接合
２０８  コンデンサ
２１０  カップリング・コンデンサ
２１２  入力／出力伝送線
２１４  読出しコンデンサ
３００，３５０  同調可能共振器
３０４Ａ，３０４Ｂ  パッド
【図１】
2021500737.tif 000003
【図２】
2021500737.tif 000004
【図３】
2021500737.tif 000005
【図４】
2021500737.tif 000006
【図５】
2021500737.tif 000007
【図６】
2021500737.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月16日(2020.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導デバイスであって、
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットの分路として容量性デバイスを有する同調可能共振器であり、前記セットの中の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが第１および第２のジョセフソン接合を含み、前記第１のジョセフソン接合の第１の臨界電流が前記第２のジョセフソン接合の第２の臨界電流とは異なる、前記同調可能共振器と、
前記共振器とキュービットとの間の結合であり、前記キュービットの量子状態を前記非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが分散的に読み出すことができるような態様の前記結合と、
外部磁束であり、前記磁束が第１の値にセットされ、前記共振器に加えられ、前記磁束の第１の値によって前記共振器が第１の周波数に同調し、前記第１の周波数が、前記キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にあり、前記第１の周波数への前記共振器の前記同調が前記キュービットの能動リセットを引き起こす、前記外部磁束と
を備える超電導デバイス。
【請求項２】
第２の値に変化させた前記磁束をさらに含み、前記第２の値によって前記共振器が第２の周波数に同調し、前記第２の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から少なくとも第２の周波数差だけ離調しており、前記第２の周波数への前記共振器の前記同調が、前記キュービットの前記量子状態の分散読出し操作が実行されることを可能にする、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２の周波数が、前記共振器の周波数共振範囲内の最大周波数である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第２の周波数差が、前記第１のジョセフソン接合と前記第２のジョセフソン接合の間の非対称度の関数である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１の周波数差がゼロであり、前記第１の周波数が前記キュービットの前記共振周波数である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１の周波数が、前記キュービットの前記共振周波数から前記第１の周波数差以内にあることによって、前記キュービットが光子を放出し、前記放出によって、前記キュービットが基底エネルギー状態まで緩和する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記キュービットを強制的に前記基底エネルギー状態にすることが、前記キュービットのエネルギー減衰時定数よりも速い、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記セットが、前記非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤだけを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記セットからの複数の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤを接続する直列接続をさらに含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記直列接続が超電導ワイヤを含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記セットの第１の側に形成された第１のパッドと、
前記セットの第２の側に形成された第２のパッドであり、前記第１のパッドと前記第２のパッドとがある距離だけ分離されており、前記第１のパッドと前記第２のパッドとが一緒に前記容量性デバイスを形成している、前記第２のパッドと
をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
方法であって、
非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤのセットに容量性デバイスを分路として取り付けることによって同調可能共振器を形成するステップであり、前記セットの中の非対称ＤＣ−ＳＱＵＩＤが第１および第２のジョセフソン接合を含み、前記第１のジョセフソン接合の第１の臨界電流が前記第２のジョセフソン接合の第２の臨界電流とは異なる、前記形成するステップと、
前記共振器をキュービットに結合するステップであり、前記キュービットの量子状態を前記共振器が分散的に読み出すことができるような態様で前記共振器を前記キュービットに結合する、前記結合するステップと、
前記同調可能共振器に第１の値の外部磁束を加えることによって前記キュービットを能動的にリセットするステップであり、前記磁束の第１の値によって前記共振器が第１の周波数に同調し、前記第１の周波数が、前記キュービットの共振周波数から第１の周波数差以内にある、前記リセットするステップと
を含む方法。
【請求項１３】
超電導製造システムであって、同調可能共振器デバイスを製造するために動作させたときに、請求項１２に記載の方法のステップを実行する、超電導製造システム。
【国際調査報告】
2021500737.tif 000009
2021500737.tif 000010