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公開番号2025106334
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025053569,2022554857
出願日2025-03-27,2021-03-25
発明の名称スケーラブル量子コンピューティングのためのシステム及び方法
出願人ディー-ウェイブシステムズインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10N 60/12 20230101AFI20250708BHJP()
要約【課題】デバイス間の制御及び連通可能結合を提供する。
【解決手段】超伝導回路は、4量子ビット偶数パリティスタビライザにより連通可能に結合された4つの超伝導量子ビットを含む。4量子ビット偶数パリティスタビライザは超伝導スタビライザループ及び4つのインダクタンスを含み、各インダクタンスは、4つの超伝導量子ビットのそれぞれの1つの超伝導量子ビットのインダクタンスへ誘導的に連通可能に結合される。4量子ビット偶数パリティスタビライザはまた、超伝導ループへ連通可能に結合されたパリティ執行超伝導量子ビットを含む。量子プロセッサは、4量子ビット偶数パリティスタビライザにより連通可能に結合された4つのジョセフソンパラメトリック増幅器を含む。ジョセフソンパラメトリック増幅器は、複合化複合ジョセフソン接合により連通可能に結合された対の超伝導マイクロ波共振器を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ジョセフソンパラメトリック増幅器を含む超伝導回路であって：前記ジョセフソンパラメトリック増幅器は：
一対の超伝導共振器；
前記一対の超伝導共振器間で超伝導的電気的に連通可能に結合された複合化複合ジョセフソン接合；及び
前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合された第１の制御回路を含む、超伝導回路。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１の制御回路は前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項１に記載の超伝導回路。
【請求項３】
前記第１の制御回路は：
前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたアナログＤＣ電流バイアス；
前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合されたディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）；及び
第１のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合された第１のマイクロ波ドライブを含み、
前記第１のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、請求項１に記載の超伝導回路。
【請求項４】
前記第１の制御回路の前記第１のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項３に記載の超伝導回路。
【請求項５】
前記第１の制御回路の前記アナログＤＣ電流バイアス及び前記ＤＡＣは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項３に記載の超伝導回路。
【請求項６】
前記第１のチューニング可能相互インダクタンスは複合ジョセフソン接合により遮断される超伝導ループを含む、請求項３に記載の超伝導回路。
【請求項７】
前記第１の制御回路は、第１の角周波数において共振ドライブを介し及び第２の角周波数においてパラメトリックドライブを介し実効ハミルトニアンのＸ項及びＺ項の強さを制御するように動作可能であり、前記第２の角周波数は前記第１の角周波数の２倍と時間依存デチューニング周波数との差に等しい、請求項３に記載の超伝導回路。
【請求項８】
前記超伝導回路は第２の制御回路をさらに含み、前記第２の制御回路は第２のチューニング可能相互インダクタンスへ連通可能に結合された第２のマイクロ波ドライブを含み、前記第２のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ連通可能に結合される、請求項３に記載の超伝導回路。
【請求項９】
前記第２の制御回路は前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項８に記載の超伝導回路。
【請求項１０】
前記第２の制御回路の前記第２のチューニング可能相互インダクタンスは前記ジョセフソンパラメトリック増幅器の前記複合化複合ジョセフソン接合へ誘導的に連通可能に結合される、請求項８に記載の超伝導回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
分野
本開示は、一般的にはスケーラブル量子コンピューティングのためのシステム及び方法に関し、特に、デバイス間の制御及び連通可能結合を提供するための回路に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
背景
超伝導プロセッサ
コンピュータプロセッサは、アナログプロセッサ例えば超伝導量子プロセッサなどの量子プロセッサの形式を取り得る。超伝導量子プロセッサは多数の量子ビット（例えば、２以上の超伝導量子ビット）及び関連する局所バイアスデバイスを含み得る。本システム、方法及び装置に関連し使用され得る例示的量子プロセッサのさらなる詳細と実施形態は米国特許第７，５３３，０６８号、米国特許８，１９５，５９６号、米国特許第８，１９０，５４８号及びＰＣＴ特許出願ＵＳ／２００９／０３７９８４号に記載されている。
【０００３】
超伝導プロセッサは、量子コンピューティングを目的としないプロセッサであって例えば古典的コンピュータプロセッサの動作を律則する原理により動作するプロセッサであり得る。
【０００４】
コンピューティングシステムは通常、量子プロセッサ及び／又は古典的プロセッサを含み得る。コンピューティングシステムは、量子プロセッサ及び古典的プロセッサを含むハイブリッドシステムであり得る。いくつかの実装形態では、量子プロセッサ及び古典的プロセッサの少なくとも１つは超伝導プロセッサである。
【０００５】
超伝導量子ビット
超伝導量子プロセッサは超伝導量子ビットを含み得る。超伝導量子ビットは超伝導材料（例えばアルミニウム及び／又はニオブ）で超伝導集積回路内に形成され得る。
【０００６】
超伝導量子ビットは、情報を量子ビットで符号化するために使用される物理的性質により分類され得る。例えば、超伝導量子ビットは電荷量子ビット、磁束量子ビット及び位相量子ビットへ分類され得る。電荷量子ビットは、情報を量子ビットの帯電状態で格納し操作し得る。磁束量子ビットは、情報を量子ビットの一部を通る磁束に関係する変数で格納し操作し得る。位相量子ビットは、情報を、量子ビットの２つの領域間の超伝導位相の差に関係する変数で格納し操作し得る。ハイブリッドデバイスは電荷、磁束及び位相自由度のうちの２つ以上を使用し得る。
【０００７】
超伝導量子ビットは通常、少なくとも１つのジョセフソン接合を含む。ジョセフソン接合は、そうでなければ連続的である超伝導電流経路内の小さな遮断部であり、通常は、２つの超伝導電極間に挟まれた薄い絶縁障壁により実現される。ジョセフソン接合は３層即ち「トライレイヤ：trilayer」構造として形成され得る。超伝導量子ビットは例えば米国特許第７，８７６，２４８号、米国特許第８，０３５，５４０号及び米国特許第８，０９８，１７９号にさらに説明されている。
【０００８】
超伝導磁束量子ビットのいくつかの実装形態は、少なくとも１つのジョセフソン接合により遮断される超伝導ループ（本出願では量子ビットループとも呼ばれる）を含む。いくつかの実装形態は、互いに直列及び／又は並列に接続された複数の超伝導ループを含む。いくつかの実装形態は、互いに直列又は並列に接続された複数のジョセフソン接合を含む。
【０００９】
互いに並列に接続された一対のジョセフソン接合は複合ジョセフソン接合（ＣＪＪ：compound Josephson junction）と呼ばれる。ＣＪＪの振る舞いは互いに並列に接続された複数の抵抗器の振る舞いが単一実効抵抗としてモデル化され得るやり方と同様な単一実効ジョセフソン接合としてモデル化され得るということが理解される。
【００１０】
構成ジョセフソン接合のうちの少なくとも１つ自体が複合ジョセフソン接合である複合ジョセフソン接合は本出願では複合化複合ジョセフソン接合（ＣＣＪＪ：compound-compound Josephson junction）と呼ばれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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