Сверхпроводниковые схемы являются одной из самых перспективных платформ для квантовых вычислений. На простом и надёжном кубите-трансмоне уже были выполнены знаковые эксперименты, демонстрирующие квантовое превосходство и подавление квантовых ошибок. Однако трансмон обладает рядом структурных и технологических особенностей, которые ограничивают точность базовых операций, требуемых для высокопроизводительного квантового вычислительного устройства. Поэтому всё больший интерес вызывают альтернативные сверхпроводниковые кубиты, обладающие лучшей защитой от внешних шумов. Одним из наиболее многообещающих кубитов является флаксониум, который отличается значительным ангармонизмом и большими временами когерентности. В данной работе мы описываем первые эксперименты с элементарной ячейкой квантового процессора на кубитах-флаксониумах планарной архитектуры. Продемонстрированы методы индивидуальной инициализации и дисперсионного считывания кубитов, реализованы однокубитные операции с точностью более 99,96 % и двухкубитный вентиль CZ с точностью 99,22 %.

На английском языке
Scalable superconducting quantum processor based on fluxon qubits
Mazhorin G.S.
Kaz'mina A.S.
Chudakova T.A.
Simakov I.A.
Maleeva N.A.
Moskalenko I.N.
Ryazanov V.V.

Superconducting circuits are among the most promising platforms for quantum computing. The milestone experiments demonstrating quantum superiority and suppression of quantum errors have already been carried out on a simple and reliable transmon qubit. However, transmon has a number of structural and technological features which limit the basic-operation accuracy required for a high-performance quantum computing device. Therefore, alternative superconducting qubits with a better protection from external noise are of increasing interest. One of the most promising qubits is fluxon, which is characterized by significant anharmonicity and a great coherence time. In this work, we describe the first experiments with an elementary unit of a quantum processor on fluxon qubits of planar architecture. Methods of individual initialization and dispersion reading of qubits are demonstrated, single-qubit operations with an accuracy exceeding 99.96% and a two-qubit CZ gate with an accuracy of 99.22% are implemented.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_11_986