Криогенный интерфейс преобразования сигнала считывания в одноквантовые импульсы управления сверхпроводниковым кубитом
Д. С. Пашин+*, Д. Е. Завьялов+, П. В. Пикунов+*, М. В. Бастракова+*, И. И. Соловьев×, М. В. Терешонок*, Н. В. Кленов*
+Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет (ННГУ) имени Н. И. Лобачевского,
603022 Н. Новгород, Россия
*Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), 111024 Москва, Россия
×Научно-исследовательский институт ядерной физики (НИИЯФ) имени Д. В. Скобельцына,
МГУ имени М. В. Ломоносова, 119991 Москва, Россия
Abstract
Предложен криогенный интерфейс, преобразующий фазово-кодированный
микроволновый сигнал считывания вспомогательного сверхпроводникового
кубита в последовательность одноквантовых импульсов для условного
управления целевым кубитом. Сигнал считывания когерентно суммируется
с опорным сигналом, после чего симметричная джозефсоновская ячейка,
используемая в режиме квадратичного детектора, преобразует амплитуду
результирующего колебания в квазистационарный ток. Пороговый
одноквантовый генератор перекодирует этот ток в частоту и число
управляющих импульсов. В подпороговом режиме импульсы не формируются,
тогда как при превышении порога генерируется последовательность,
реализующая операцию X над целевым трансмоном. Схемотехническое
моделирование преобразователя и многоуровневое моделирование динамики
трансмона показывают, что операция выполняется с точностью
F=0.99992 при утечке из вычислительного подпространства менее
10-4. Предложенный интерфейс обеспечивает непосредственное
преобразование фазовой информации сигнала считывания в локальное
одноквантовое управляющее воздействие без передачи промежуточного
сигнала на комнатную температуру.