Потоковый кубит в цепях быстрой одноквантовой логики: управление и считывание

Анотація

Представлены результаты аналитического исследования и численного моделирования динамики сверхпроводящего потокового трехконтактного (3JJ) кубита, связанного магнитным полем с цепью быстрой одноквантовой (RSFQ) логики, демонстрирующие принципиальную возможность реализации простейших логических операций на пикосекундных временах, а также быстрых неразрушающих измерений. Показано, что при решении оптимизационных задач динамику кубита удобно интерпретировать как прецессию вектора магнитного момента вокруг направления магнитного поля. При этом роль компонент магнитного поля играют комбинации матричных элементов гамильтониана, а роль магнитного момента — вектор Блоха. Обсуждаются особенности модели 3JJ кубита при анализе воздействия на кубит управляющего короткого импульса и аналогия между уравнениями Блоха и Ландау–Лифшица–Гильберта. Анализ решений блоховских уравнений позволил выработать рекомендации по использованию считывающих RSFQ цепей для реализации оптимального интерфейса между классической и квантовой частями вычислительной системы, а также обосновать использование одноквантовой логики для контроля сверхпроводящих квантовых схем на чипе.