Ein supraleitendes Qubit speichert Quanteninformation in den Strom- oder Ladungszuständen eines supraleitenden Schaltkreises, der um einen Josephson-Kontakt aufgebaut ist, meist im heute branchenweit verbreiteten Transmon-Design. Der Schaltkreis wird auf einem Chip mit Verfahren gefertigt, die konventioneller Halbleiterlithografie ähneln, und dann in einem Verdünnungskühlschrank auf etwa 10-15 Millikelvin gekühlt — nahe genug am absoluten Nullpunkt, dass thermisches Rauschen den Qubit-Zustand nicht kippen kann. Qubits werden über Koaxialverdrahtung mit Mikrowellenpulsen gesteuert und ausgelesen, und benachbarte Qubits werden direkt oder über abstimmbare Koppler verbunden, was die Gatterzeiten schnell hält (einige Dutzend Nanosekunden), aber Verdrahtungsdichte und Übersprechen zum Hauptengpass beim Skalieren macht, sobald Chips über einige Hundert Qubits hinauswachsen. IBM, Google und Rigetti bauen alle auf dieser Modalität auf. Typische Kohärenzzeiten liegen bei den besten heutigen Chips zwischen einigen Dutzend Mikrosekunden und knapp über einer Millisekunde — kurz genug, dass Fehlerkorrektur und schnelle Gatter mehr zählen als bei langsameren Modalitäten.
Verwandte Begriffe
QPU
HardwareQuantum Processing Unit — der physische Hardware-Chip, der Quantenschaltkreise ausführt.
Dekohärenz
HardwareDer Verlust von Quanteneigenschaften, wenn ein Qubit mit seiner Umgebung wechselwirkt.
T1 / T2-Zeit
HardwareT1 ist die Energierelaxationszeit des Qubits; T2 ist die Kohärenzzeit (Dephasierung). Beide begrenzen die Schaltkreisdauer.
Logisches Qubit
HardwareEin fehlerkorrigiertes Qubit, das über viele physische Qubits hinweg kodiert ist — die Recheneinheit in fehlertoleranten Quantencomputern.