گروهی از دانشگاه MIT که به تازگی شرکت استارتاپی Atlantic Quantum را ایجاد کرده است، به دنبال استفاده از کیوبیت های fluxonium برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی مناسب برای کاربردهای تجاری و صنعتی هستند. در همین راستا آن‌ها به یک ساختار جدید برای گیت‌های دو کیوبیتی fluxonium-fluxonium رسیده اند که توسط یک متصل کننده ترنسمون (transmon coupler) به هم متصل شده اند. این ساختار نسبت به ساختارهایی که منحصراً به جفت مستقیم fluxonium متکی هستند، اتصالات قوی‌تری را برای گیت‌هایی که از حالت‌های غیر محاسباتی استفاده می‌کنند، می‌توانند بپذیرند.
در این معماری، کیوبیت‌های fluxonium قادر به دستیابی به زمان انسجام بیش از یک میلی‌ثانیه، حدود ۱۰ برابر بیشتر از کیوبیت‌های ترانسمون معمول بودند. از طرفی این ساختار جدید به طور همزمان در هم‌تنیدگی فاز کنترل‌شده استاتیکی را بسیار کاهش می‌دهد.
در این تحقیق با استفاده از اتصال دهنده ترنسمون شار (flux-transmon coupler) یک گیت کنترل شده Z (CZ) طراحی می شود که تا فرکانس کاری آن تا محدوده گیگاهرتز می تواند تنظیم شود. ماکسیمم fidelity برای گیت CZ بعد از بهینه سازی فرکانس کاری بین 99.85% تا 99.9% گزارش شده است. این وفاداری گزارش شده مقداری بسیار بالاتر از آستانه مورد نیاز برای برخی از کدهای رایج تصحیح خطا هستند و این می تواند خطا را در سیستم های بزرگتر امکان پذیر کند.
در چند سال گذشته، عملکرد بهتر fluxonium نسبت به ترانسمون‌ها در سطح تک کیوبیت گرفته شده است. اما این تحقیق نشان می‌دهد که این افزایش عملکرد را می‌توان به چیزهایی بین کیوبیت‌ها نیز تعمیم داد.
منبع
Leon Ding et al, High-Fidelity, Frequency-Flexible Two-Qubit Fluxonium Gates with a Transmon Coupler, Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.031035
