Transmon
ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં, અને ખાસ કરીને સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં, ટ્રાન્સમોન એ સુપરકન્ડક્ટિંગ ચાર્જ ક્યુબીટનો એક પ્રકાર છે જે અવાજને ચાર્જ કરવા માટે ઓછી સંવેદનશીલતા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યો હતો. ટ્રાન્સમોન 2007માં રોબર્ટ જે. સ્કોલકોફ, મિશેલ ડેવોરેટ, સ્ટીવન એમ. ગિરવિન અને યેલ યુનિવર્સિટીના તેમના સાથીદારો દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. તેનું નામ ટ્રાન્સમિશન લાઇન શન્ટેડ પ્લાઝ્મા ઓસિલેશન ક્યુબિટ શબ્દનો સંક્ષેપ છે; જેમાં કૂપર-જોડી બોક્સનો સમાવેશ થાય છે "જ્યાં બે સુપરકન્ડક્ટર્સને પણ અવાજ ચાર્જ કરવાની સંવેદનશીલતા ઘટાડવા માટે કેપેસિટીવ રીતે શંટ કરવામાં આવે છે, જ્યારે પસંદગીયુક્ત ક્યુબિટ નિયંત્રણ માટે પૂરતી એનહાર્મોનીસિટી જાળવી રાખવામાં આવે છે". ટ્રાન્સમોન ચાર્જિંગ ઊર્જા સાથે જોસેફસન ઊર્જાના ગુણોત્તરમાં નોંધપાત્ર વધારો કરીને અવાજને ચાર્જ કરવા માટે તેની ઓછી સંવેદનશીલતા પ્રાપ્ત કરે છે. આ મોટા શન્ટિંગ કેપેસિટરના ઉપયોગ દ્વારા પરિપૂર્ણ થાય છે. પરિણામ એ ઊર્જા સ્તરની અંતર છે જે ઓફસેટ ચાર્જથી લગભગ સ્વતંત્ર છે. પ્લેનર ઓન-ચિપ ટ્રાન્સમોન ક્યુબિટ્સમાં T1 સુસંગતતા સમય આશરે 30 માઇક્રોનથી 40 માઇક્રોન હોય છે. તાજેતરના સંશોધનોએ સુપરકન્ડક્ટિંગ ટ્રાન્સમિશન લાઇન પોલાણને ત્રિ-પરિમાણીય સુપરકન્ડક્ટિંગ પોલાણ સાથે બદલીને અને ટ્રાન્સમોન ઉપકરણમાં નિયોબિયમને ટેન્ટેલમ સાથે બદલીને 95 માઈક્રોસ જેટલા લાંબા સમય સુધી T1માં નોંધપાત્ર સુધારો દર્શાવ્યો છે. આ પરિણામો દર્શાવે છે કે અગાઉના T1 વખત જોસેફસન જંકશન નુકસાન દ્વારા મર્યાદિત ન હતા. ટ્રાન્સમોન જેવા સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્યુબિટ્સમાં સુસંગતતા સમય પરની મૂળભૂત મર્યાદાઓને સમજવી એ સંશોધનનું સક્રિય ક્ષેત્ર છે. કૂપર-જોડી બોક્સ સાથે સરખામણી ટ્રાન્સમોન ડિઝાઇન "કૂપર-જોડી બોક્સ" તરીકે ઓળખાતા ચાર્જ ક્યુબિટની પ્રથમ ડિઝાઇન જેવી જ છે; બંનેને સમાન હેમિલ્ટોનિયન દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે, જેમાં માત્ર ગુણોત્તરનો તફાવત છે. અહીં જંકશનની જોસેફસન ઊર્જા છે, અને તે ક્યુબિટ સર્કિટના કુલ કેપેસિટન્સની ઊલટું પ્રમાણસર ચાર્જિંગ ઊર્જા છે. ટ્રાન્સમોન્સમાં સામાન્ય રીતે (જ્યારે લાક્ષણિક કૂપર-જોડી-બોક્સ ક્યુબિટ્સ માટે) હોય છે, જે વધારાના મોટા કેપેસિટર સાથે જોસેફસન જંક્શનને બંધ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ગુણોત્તર વધારવાનો ફાયદો એ અવાજને ચાર્જ કરવાની અસંવેદનશીલતા છે-ઊર્જાનું સ્તર જંકશનમાં ઓફસેટ ચાર્જથી સ્વતંત્ર બની જાય છે; આમ ક્યુબિટનો ડિફાસિંગ સમય લાંબો થાય છે. ગેરલાભ એ ઘટાડો એન્હાર્મોનીસિટી છે, જ્યાં આઈગનસ્ટેટ અને વચ્ચે ઊર્જાનો તફાવત છે. ઘટાડેલી અનહાર્મોનીસિટી બે સ્તરની પ્રણાલી તરીકે ઉપકરણની કામગીરીને જટિલ બનાવે છે, દા. ત. પ્રતિધ્વનિત પલ્સ દ્વારા ઉપકરણને જમીનની સ્થિતિથી પ્રથમ ઉત્તેજિત સ્થિતિ સુધી ઉત્તેજીત કરવું પણ ઉચ્ચ ઉત્તેજિત સ્થિતિને ફેલાવે છે. આ ગૂંચવણને જટિલ માઇક્રોવેવ પલ્સ ડિઝાઇન દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે, જે ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરને ધ્યાનમાં લે છે અને વિનાશક હસ્તક્ષેપ દ્વારા તેમના ઉત્તેજનાને પ્રતિબંધિત કરે છે. ઉપરાંત, જ્યારે સંદર્ભમાં તફાવત સાથે ઝડપથી ઘટવાનું વલણ ધરાવે છે, ત્યારે અનહાર્મોનીસિટીમાં માત્ર એ. એસ. પર નબળી, બીજગણિત નિર્ભરતા હોય છે. સુસંગતતા સમયનો નોંધપાત્ર લાભ ઉચ્ચ વફાદારી સાથે રાજ્યોને નિયંત્રિત કરવા માટે સુસંગતતામાં ઘટાડા કરતાં વધારે છે. ટ્રાન્સમોન્સનું માપન, નિયંત્રણ અને જોડાણ માઇક્રોવેવ રેઝોનેટર દ્વારા કરવામાં આવે છે, જેમાં સર્કિટ ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સની તકનીકો અન્ય સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્યુબિટ્સને પણ લાગુ પડે છે. રેઝોનેટર સાથે જોડાણ ક્યુબિટ અને રેઝોનેટર વચ્ચે કેપેસિટર મૂકીને કરવામાં આવે છે, જ્યાં રેઝોનેટર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર સૌથી વધુ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આઇબીએમ ક્વોન્ટમ એક્સપિરિયન્સ ઉપકરણોમાં, રેઝોનેટરને "ક્વાર્ટર વેવ" કોપ્લાનર વેવગાઇડ સાથે વેવગાઇડના છેડે સિગ્નલ-ગ્રાઉન્ડ શોર્ટ પર મહત્તમ ક્ષેત્ર સાથે લાગુ કરવામાં આવે છે; આમ દરેક આઇબીએમ ટ્રાન્સમોન ક્યુબિટમાં લાંબી રેઝોનેટર "પૂંછડી" હોય છે. પ્રારંભિક દરખાસ્તમાં દરેક ટ્રાન્સમોન સાથે જોડાયેલા સમાન ટ્રાન્સમિશન લાઇન રેઝોનેટરનો સમાવેશ થતો હતો, જે નામનો એક ભાગ બન્યો હતો. જો કે, વિવિધ પ્રકારના માઇક્રોવેવ પોલાણ સાથે જોડાયેલા સમાન શાસન પર સંચાલિત ચાર્જ ક્યુબિટ્સને ટ્રાન્સમોન્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ પણ જુઓ ચાર્જ ક્યુબિટ એનહાર્મોનીસિટી સર્કિટ ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ (cQED) ડાયલ્યુશન રેફ્રિજરેટર ક્વોન્ટમ પ્રોસેસરોની યાદી ક્વોન્ટમ હાર્મોનિક ઓસિલેટર સુપરકન્ડક્ટિંગ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ સંદર્ભો ક્વોન્ટમ માહિતી વિજ્ઞાન ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સુપરકન્ડક્ટિવિટી