Comment concevoir des circuits à qubits supraconducteurs

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Conception et analyse des configurations de qubits

La conception d’un qubit supraconducteur commence par un circuit comprenant des qubits de type « transmon », des lignes de transmission à guide d’ondes coplanaire (CPW), des résonateurs à lignes sinueuses et des éléments passifs associés. Cette conception est ensuite transposée en un schéma physique à l’aide de composants de circuits quantiques, avec des structures de lancement servant de ports d’excitation pour l’analyse électromagnétique. Le schéma est ensuite représenté sous forme de géométrie tridimensionnelle en vue d’une analyse en ondes complètes.

Le flux de travail électromagnétique évalue la réponse en fréquence du circuit et fournit des informations sur ses modes de résonance. Dans l’exemple présenté portant sur un circuit à quatre qubits, l’analyse utilise le réseau de qubits et de résonateurs conçu pour vérifier si le comportement de résonance escompté est atteint dans le cadre de l’approximation à faible puissance utilisée pour le régime quantique. La configuration finale peut ensuite être exportée au format GDS (Graphic Database System) en vue de sa fabrication.

Solution de conception de qubits supraconducteurs

Commencez par la topologie du circuit de qubits supraconducteurs, puis transposez le schéma en une configuration physique comprenant des structures transmon, des lignes de guides d’ondes coplanaires, des résonateurs à lignes sinueuses et des structures d’excitation. Le flux de conception convertit ensuite la disposition en géométrie tridimensionnelle pour l’analyse électromagnétique et examine la réponse en fréquence et les modes résonants qui en résultent. La note d’application illustre ce processus à l’aide d’un circuit à quatre transmons et quatre résonateurs, et se termine par une exportation au format GDS en vue de la fabrication. L’environnement QuantumPro actuel s’aligne sur ce flux de conception en intégrant la conception de circuits et de dispositions ainsi que l’analyse électromagnétique pour les qubits supraconducteurs, avec des capacités de simulation dans le domaine fréquentiel et des modes propres, ainsi qu’une extraction automatisée des paramètres quantiques.
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