Chip per i computer quantici
Nell'ultimo decennio è stato sperimentalmente provato che i circuiti superconduttori possono essere usati come sistemi quantici meccanici a due livelli, qubit, per l'elaborazione dei dati quantici. Oltre a condurre esperimenti con singoli qubit, sono stati anche creati stati quantici macroscopici entangled (correlati) in due qubit a giunzione Josephson accoppiati permanentemente da un condensatore. La corrente impulsata delle singole giunzioni è stata usata per controllare l'interazione tra qubit, regolando lo spaziamento del livello di energia in risonanza e fuori risonanza. Per costruire un computer quantico funzionale scalabile, è tuttavia necessario un progetto di rete che permetta di accoppiare un numero arbitrariamente ampio di qubit. In linea di principio, per creare un set di porte universale per il calcolo è sufficiente accoppiare anche solo i qubit più vicini. A questo scopo, i partner del progetto SQUBIT hanno analizzato il progetto e la funzionalità di una rete di qubit di carica - SCPT (Single Cooper Pair Transistors) - con elettrodi ad anello. L'accoppiamento induttivo variabile di qubit è stato ottenuto lasciando che gli anelli dei qubit di carica s'intersecassero con un oscillatore non lineare e condividessero l'accoppiamento della giunzione a effetto tunnel Josephson, e applicando selettivamente le correnti impulsate. L'accoppiamento a correnti impulsate basato su questo schema non richiede campi magnetici locali per il suo controllo, campi che produrrebbero indesiderate interazioni parassite a largo raggio. Un'altra importante caratteristica è la possibilità di lavorare al punto di degenerazione della carica di ciascun qubit, dove l'effetto di decoerenza quantistica viene minimizzato e le operazioni di porta sono molto semplici. I qubit adiacenti in una catena arbitrariamente lunga vengono accoppiati, e varie porte indipendenti a due qubit vengono usate simultaneamente grazie al meccanismo di accoppiamento a corrente impulsata. Cosa più importante, le porte a due qubit correlati sono porte a controllo di fase, che insieme alle porte a qubit singolo possono costituire un set universale di operazioni e offrire nuove opportunità per l'applicazione sperimentale dell'elaborazione del dato quantico elementare.
