Süper iletken kuantum bitleri (kübitler) kuantum bilgisayarların çok verimli bir şekilde ölçeklenmesini sağlar. Bununla birlikte, kübit okumaları teorik olarak öngörülenden daha fazla hataya açıktır ve bu da çalışmasını sınırlar. Bu düşük performansı yorumlamak için çok sayıda girişimde bulunuldu, ancak son yirmi yıldır hiçbir açıklama yapılmadı.
Marie Frédérique Dumas ve Kanada’daki meslektaşları şimdi bu bilmeceyi açıklamaya yardımcı olacak teorik bir çerçeve oluşturdular. Araştırmacılar bu mimari ile süperiletken kuantum bilgisayarların hesaplamaları daha hassas ve çok sayıda hata düzeltme mekanizmasına ihtiyaç duymadan yürütebileceğini düşünüyor.
Dumas ve meslektaşları, en yaygın süper iletken kübit türü olan transmon üzerinde yoğunlaştı. Bir mikrodalga sinyali genellikle bir transmon kübitini ona bağlı bir rezonatör aracılığıyla okumak için kullanılır. Giden sinyalin özellikleri kübitin kuantum durumu tarafından belirlenir. Araştırmacılar bu kübit-rezonatör sistemini, tamamen kuantum bir tanımlamadan transmon kübitin tahrikli bir sarkaç gibi davrandığı tamamen klasik bir tanıma kadar değişen üç tamamlayıcı model kullanarak analiz ettiler.
Bilim insanları, mikrodalga sinyalinin rezonatör aracılığıyla iletilmesinin, bağlı kübitin oldukça uyarılmasına yol açabileceğini ve belki de kısıtlayıcı potansiyelinden kaçmasına izin verebileceğini gösterdi. Bu süreç kübitin “iyonize” olmasına ya da iyi tanımlanmış kuantum durumunu kaybetmesine yol açar. Üç modelin bu iyonlaşmanın hangi koşullar altında gerçekleştiğine dair tahminleri birbirleriyle ve deneysel sonuçlarla tutarlıydı.
Dumas ve meslektaşları, transmon kübitler için beklenenden daha düşük okuma doğruluğunu açıklamanın yanı sıra, paradigmalarının farklı süper iletken kübit türlerini ve okuma algoritmalarını içeren sistemleri daha iyi anlamak için kullanılabileceğine inanıyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v17/s126
