特許 7580486 ２接合超伝導キュービット間のＺＺ相互作用の抑制を容易にする量子デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】２接合超伝導キュービット間のＺＺ相互作用の抑制を容易にする量子デバイス

(51)【国際特許分類】

   G06N 10/40 20220101AFI20241101BHJP

   G06N 10/20 20220101ALI20241101BHJP

   H10N 60/10 20230101ALI20241101BHJP

   G06F 7/38 20060101ALI20241101BHJP

【ＦＩ】

G06N10/40

G06N10/20

H10N60/10 K

G06F7/38 510

G06F7/38 610

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2022566300

(86)(22)【出願日】2021-06-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-26

(86)【国際出願番号】 EP2021067861

(87)【国際公開番号】W WO2022002944

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】16/917,056

(32)【優先日】2020-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐 種一

(74)【代理人】

【識別番号】100120710

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】フィンク、アーロン

(72)【発明者】

【氏名】カルニオル、エイプリル

(72)【発明者】

【氏名】ブレア、ジョン

【審査官】真木 健彦

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１６５２４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｎ １０／００

Ｈ１０Ｎ ６０／１０

Ｇ０６Ｆ ７／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デバイスであって、
超伝導バス共振器と、
第１の超伝導キュービットと、
第２の超伝導キュービットと
を備え、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットがそれぞれ、
第１の超伝導パッド、
第２の超伝導パッド、
第３の超伝導パッド、
前記第１の超伝導パッドおよび前記第２の超伝導パッドに結合された第１のジョセフソン接合、ならびに
前記第２の超伝導パッドおよび前記第３の超伝導パッドに結合された第２のジョセフソン接合
を備え、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第１の超伝導パッドおよび前記第２の超伝導パッドが前記超伝導バス共振器に結合され、前記超伝導バス共振器が、制御信号を受信したことに基づいて前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとをもつれさせる、デバイス。

【請求項2】

前記第１の超伝導キュービットが、第１の振動モードおよび第２の振動モードで動作する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記第２の超伝導キュービットが、第１の振動モードおよび第２の振動モードで動作する、請求項１または２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つが、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項5】

前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第１の超伝導パッドおよび前記第２の超伝導パッドが前記超伝導バス共振器に結合されて、前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、前記超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または前記デバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項6】

コンピュータ実施方法であって、
プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の振動モードで量子情報を符号化することと、
前記システムによって、超伝導バス共振器を、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合することと
を含む、コンピュータ実施方法。

【請求項7】

前記第１の超伝導キュービットが、前記第１の振動モードおよび前記第２の振動モードで動作する、請求項６に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項8】

前記第２の超伝導キュービットが、前記第１の振動モードおよび前記第２の振動モードで動作する、請求項６または７に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項9】

前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つが、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項６ないし８のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項10】

前記システムによって、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第１の振動モードで量子情報を符号化することと、
前記システムによって、前記超伝導バス共振器を、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第２の振動モードに対応する前記振動モード構造に結合して、前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、前記超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または前記第１の超伝導キュービットと、前記第２の超伝導キュービットと、前記超伝導バス共振器とを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることと
をさらに含む、請求項６ないし９のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項11】

デバイスであって、
超伝導バス共振器と、
第１の超伝導キュービットと、
第２の超伝導キュービットと
を備え、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットがそれぞれ、
第１の超伝導パッド、
第２の超伝導パッド、
第３の超伝導パッド、
前記第１の超伝導パッドおよび前記第２の超伝導パッドに結合された第１のジョセフソン接合、ならびに
前記第２の超伝導パッドおよび前記第３の超伝導パッドに結合された第２のジョセフソン接合
を備え、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第２の超伝導パッドが前記超伝導バス共振器に結合され、前記超伝導バス共振器が、制御信号を受信したことに基づいて前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとをもつれさせる、デバイス。

【請求項12】

前記第１の超伝導キュービットが、第１の振動モードおよび第２の振動モードで動作する、請求項１１に記載のデバイス。

【請求項13】

前記第２の超伝導キュービットが、第１の振動モードおよび第２の振動モードで動作する、請求項１１または１２に記載のデバイス。

【請求項14】

前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つが、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項15】

前記第１の超伝導キュービットの前記第２の超伝導パッドおよび前記第２の超伝導キュービットの前記第２の超伝導パッドが前記超伝導バス共振器に結合されて、前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、前記超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または前記デバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする、請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項16】

コンピュータ実施方法であって、
プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットのデータ・モードで量子情報を符号化することと、
前記システムによって、超伝導バス共振器を、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの結合モードに対応する結合モード構造に結合することと
を含む、コンピュータ実施方法。

【請求項17】

前記第１の超伝導キュービットが、前記データ・モードおよび前記結合モードで動作する、請求項１６に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項18】

前記第２の超伝導キュービットが、前記データ・モードおよび前記結合モードで動作する、請求項１６または１７に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項19】

前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つが、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６ないし１８のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項20】

前記システムによって、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記データ・モードで前記量子情報を符号化することと、
前記システムによって、前記超伝導バス共振器を、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの前記結合モードに対応する前記結合モード構造に結合して、前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、前記超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または前記第１の超伝導キュービットと、前記第２の超伝導キュービットと、前記超伝導バス共振器とを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることと
をさらに含む、請求項１６ないし１９のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項21】

デバイスであって、
第１の振動モードで動作する第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットと、
前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合された超伝導バス共振器と
を備える、デバイス。

【請求項22】

前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つが、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載のデバイス。

【請求項23】

前記第１の振動モードおよび前記第２の振動モードが、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットの第１のジョセフソン接合および第２のジョセフソン接合に関連する励起の対称的な組合せおよび反対称的な組合せを示す、請求項２１または２２に記載のデバイス。

【請求項24】

前記第１の振動モードまたは前記第２の振動モードのうちの少なくとも１つが、データ・モードまたは結合モードのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１ないし２３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項25】

前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットが、前記第１の振動モードで動作し、前記超伝導バス共振器が、前記第２の振動モードに対応する前記振動モード構造に結合されて、前記第１の超伝導キュービットと前記第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、前記超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、前記第１の超伝導キュービットまたは前記第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１の超伝導キュービットおよび前記第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または前記デバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする、請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載のデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、量子デバイスに関し、より詳細には、２接合超伝導量子ビット（キュービット）間のＺＺ相互作用の抑制を容易にする量子デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

バスを介して結合されたキュービットは、外部ドライブ（例えば、外部マイクロ波パルス、磁場など）がない場合でも互いの残留相互作用を有する。ＺＺ相互作用として知られるこれら残留相互作用は、キュービットの周波数をその隣接するキュービットの状態に依存させる可能性があり、量子演算の忠実度を阻害される可能性がある。さらに、キュービットをバスに結合すると、バス内の内部損失（例えば、表面損失もしくは２準位系）またはバスのドライブ・ポートを介したエネルギーの外界への外部損失のいずれかによって、エネルギー損失およびデコヒーレンスが発生する可能性がある。

【0003】

いくつかの先行技術では、読み出し共振器への同調可能な結合を可能にするために、また単一回路内で複数のキュービットを符号化する方法として、２接合キュービットを使用する。このような先行技術に関連する問題は、このような先行技術が、バス共振器への純粋な縦方向結合（longitudinal coupling）を可能にしながらデータ・モード間の静的ＺＺ相互作用（static ZZ interaction）を抑制するために、マルチモード・キュービットにおけるモード選択型結合を使用しないことである。

【発明の概要】

【0004】

本発明の１つまたは複数の実施形態の基本的な理解を提供するために、以下に概要を提示する。この概要は、重要な要素または必須の要素を識別することも、特定の実施形態のいかなる範囲または特許請求の範囲のいかなる範囲を線引きすることも意図していない。その唯一の目的は、後述するさらに詳細な説明の前置きとして、簡略化した形式で概念を提示することである。本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態では、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にするシステム、デバイス、コンピュータ実施方法、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはその組合せについて説明する。

【0005】

一実施形態によれば、デバイスは、超伝導バス共振器を備えることができる。デバイスは、第１の超伝導キュービットをさらに備えることができる。デバイスは、第２の超伝導キュービットをさらに備えることができ、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットはそれぞれ、第１の超伝導パッド、第２の超伝導パッド、第３の超伝導パッド、第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドに結合された第１のジョセフソン接合、ならびに第２の超伝導パッドおよび第３の超伝導パッドに結合された第２のジョセフソン接合を備える。第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドは、超伝導バス共振器に結合される。超伝導バス共振器は、制御信号を受信したことに基づいて第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとをもつれさせる。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0006】

いくつかの実施形態では、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドは、超伝導バス共振器に結合されて、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、またはデバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【0007】

別の実施形態によれば、コンピュータ実施方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の振動モードで量子情報を符号化することを含むことができる。コンピュータ実施方法は、システムによって、超伝導バス共振器を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合することをさらに含むことができる。このようなコンピュータ実施方法の利点は、このようなコンピュータ実施方法を実施して、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0008】

いくつかの実施形態では、上記のコンピュータ実施方法は、システムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の振動モードで量子情報を符号化することと、システムによって、超伝導バス共振器を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合して、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または第１の超伝導キュービットと、第２の超伝導キュービットと、超伝導バス共振器とを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることとをさらに含むことができる。このようなコンピュータ実施方法の利点は、このようなコンピュータ実施方法を実施して、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【0009】

別の実施形態によれば、装置は超伝導バス共振器を備えることができる。デバイスは、第１の超伝導キュービットをさらに備えることができる。デバイスは、第２の超伝導キュービットをさらに備えることができ、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットはそれぞれ、第１の超伝導パッド、第２の超伝導パッド、第３の超伝導パッド、第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドに結合された第１のジョセフソン接合、ならびに第２の超伝導パッドおよび第３の超伝導パッドに結合された第２のジョセフソン接合を備える。第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の超伝導パッドは、超伝導バス共振器に結合される。超伝導バス共振器は、制御信号を受信したことに基づいて第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとをもつれさせる。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0010】

いくつかの実施形態では、第１の超伝導キュービットの第２の超伝導パッドおよび第２の超伝導キュービットの第２の超伝導パッドは、超伝導バス共振器に結合されて、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、またはデバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【0011】

別の実施形態によれば、コンピュータ実施方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットのデータ・モードで量子情報を符号化することを含むことができる。コンピュータ実施方法は、システムによって、超伝導バス共振器を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの結合モードに対応する結合モード構造に結合することをさらに含むことができる。このようなコンピュータ実施方法の利点は、このようなコンピュータ実施方法を実施して、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0012】

いくつかの実施形態では、上記のコンピュータ実施方法は、システムによって、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットのデータ・モードで量子情報を符号化することと、システムによって、超伝導バス共振器を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの結合モードに対応する結合モード構造に結合して、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、または第１の超伝導キュービットと、第２の超伝導キュービットと、超伝導バス共振器とを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることとをさらに含むことができる。このようなコンピュータ実施方法の利点は、このようなコンピュータ実施方法を実施して、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【0013】

別の実施形態によれば、デバイスは、第１の振動モードで動作する第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを備えることができる。デバイスは、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合された超伝導バス共振器をさらに備えることができる。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0014】

いくつかの実施形態では、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットは、第１の振動モードで動作し、超伝導バス共振器は、第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合されて、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、またはデバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にする。このようなデバイスの利点は、このようなデバイスが、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイスの上面図である。

【図1B】図１Ａのデバイスの例示的で非限定的な回路図である。

【図2A】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイスの上面図である。

【図2B】図２Ａのデバイスの例示的で非限定的な回路図である。

【図3】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイスの上面図である。

【図4】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフである。

【図5】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフである。

【図6】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフである。

【図7】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法の流れ図である。

【図8】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法の流れ図である。

【図9】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法の流れ図である。

【図10】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態を容易にすることができる例示的で非限定的な動作環境のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下の詳細な説明は単なる例示であり、実施形態、または実施形態の適用もしくは用途、あるいはその両方を限定することを意図するものではない。さらに、前述の技術分野もしくは発明の概要のセクションまたは発明を実施するための形態のセクションに提示されている明示的または暗示的な情報によって拘束される意図はない。

【0017】

次に、図面を参照して１つまたは複数の実施形態を説明するが、全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を指すために使用されている。以下の説明では、１つまたは複数の実施形態のより完全な理解を提供するために、説明を目的として多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、様々な場合において、１つまたは複数の実施形態がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることは明らかである。

【0018】

量子コンピューティングは、一般に、コンピューティングおよび情報処理機能を実行する目的で量子力学的現象を使用することである。量子コンピューティングは、一般にトランジスタを用いて２進値に対して演算を実行する古典コンピューティングと対照をなすものと見ることができる。すなわち、古典コンピュータは、０または１のいずれかであるビット値で演算を実行することができるが、量子コンピュータは、０と１との両方の重ね合せを含む量子ビット（キュービット）に対して演算を実行し、複数の量子ビットをもつれさせることができ、干渉を使用する。

【0019】

先行技術に関する上記の問題を考慮すると、本開示を実施して、超伝導バス共振器と、第１の超伝導キュービットと、第２の超伝導キュービットとを備えるデバイスを使用することによって、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができるデバイスまたはコンピュータ実施方法あるいはその両方の形式でこれらの問題に対する解決策を生み出すことができ、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットはそれぞれ、第１の超伝導パッド、第２の超伝導パッド、第３の超伝導パッド、第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドに結合された第１のジョセフソン接合、ならびに第２の超伝導パッドおよび第３の超伝導パッドに結合された第２のジョセフソン接合を備え、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドは、超伝導バス共振器に結合され、超伝導バス共振器は、制御信号を受信したことに基づいて第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとをもつれさせる。このようなデバイスまたはコンピュータ実施方法あるいはその両方の利点は、これらを実施して、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの両方の第１の振動モード間のＺＺ相互作用を抑制することができること、またはこのようなキュービットを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の速度を向上させることができること、あるいはその両方である。

【0020】

いくつかの実施形態では、本開示を実施して、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の超伝導パッドおよび第２の超伝導パッドが超伝導バス共振器に結合されて、第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のＺＺ相互作用を抑制し、超伝導バス共振器に関連するエネルギー損失を低減し、それによって、第１の超伝導キュービットまたは第２の超伝導キュービットのうちの少なくとも１つに関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットを含む量子ゲートの高速化、またはデバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にするデバイスまたはコンピュータ実施方法あるいはその両方の形式で、上記の問題に対する解決策を生み出すことができる。このようなデバイスまたはコンピュータ実施方法あるいはその両方の利点は、これらを実施して、論理キュービットまたはスケーラブルな量子コンピュータあるいはその両方の開発を可能にできることである。

【0021】

要素が別の要素に「結合されている」と言及される場合、それは、化学結合、通信結合、電気結合、電磁結合、動作結合、光結合、物理結合、熱結合、または別のタイプの結合あるいはその組合せを含むがこれらに限定されない１つまたは複数の様々なタイプの結合を表し得ることが理解されよう。本明細書で言及される以下の用語は、以下のように定義されることも理解されよう。

【0022】

図１Ａは、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイス１００ａの上面図を示す。図１Ｂは、デバイス１００ａの例示的で非限定的な回路図１００ｂを示す。

【0023】

デバイス１００ａは、量子デバイス内に実装され得る半導体デバイスまたは超伝導デバイスあるいはその両方を備えることができる。例えば、デバイス１００ａは、例えば、量子ハードウェア、量子プロセッサ、量子コンピュータ、または別の量子デバイスあるいはその組合せなどの量子デバイス内に実装され得る集積半導体回路または集積超伝導回路（例えば、量子回路）を備えることができる。デバイス１００ａは、例えば、上記で定義したような量子デバイス内に実装され得る量子カプラ・デバイスなどの半導体デバイスまたは超伝導デバイスあるいはその両方を備えることができる。

【0024】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態によって例示されるように、デバイス１００ａは、（図１Ａおよび図１Ｂでは同調可能カプラキュービット（ＴＣＱ１）と表示された）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび（図１Ａおよび図１Ｂでは同調可能カプラキュービット（ＴＣＱ２）と表示された）第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができる、（図１Ａおよび図１Ｂでは共振器と表示された）超伝導バス共振器１０２を備えることができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された超伝導バス共振器１０２は、コプレーナ導波管共振器を含むことができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方はそれぞれ、同調可能カプラキュービット、２接合キュービット、マルチモード・キュービット、マルチモード２接合キュービット、または同調可能キュービットのうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0025】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導パッド１０２ａ、第２の超伝導パッド１０２ｂ、第３の超伝導パッド１０２ｃ、または第４の超伝導パッド１０２ｄあるいはその組合せを備えることができ、このような超伝導パッドのそれぞれは、電極を備えることができる。この例示的な実施形態では、第１の超伝導パッド１０２ａ、第２の超伝導パッド１０２ｂ、第３の超伝導パッド１０２ｃ、または第４の超伝導パッド１０２ｄあるいはその組合せのそれぞれは、以下に説明する１つもしくは複数の半導体デバイスまたは超伝導体デバイスあるいはその両方の製造技術を使用して基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成され得る超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）を備えることができる。図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、超伝導バス共振器１０２は、（図１ＢではＬ_Ｒと表示された）インダクタ１３２、（図１ＢではＣＲと表示された）コンデンサ１３４、または接地１３６あるいはその組合せをさらに備えることができる。図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、超伝導バス共振器１０２は、６ギガヘルツ（ＧＨｚ）の共振周波数（ｆｒ）を有することができる。

【0026】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａは、第１の超伝導パッド１０６ａ、第２の超伝導パッド１０８ａ、または第３の超伝導パッド１１０ａあるいはその組合せを備えることができ、このような超伝導パッドのそれぞれは、電極を備えることができる。この例示的な実施形態では、第１の超伝導パッド１０６ａ、第２の超伝導パッド１０８ａ、または第３の超伝導パッド１１０ａあるいはその組合せのそれぞれは、以下に説明する１つもしくは複数の半導体デバイスまたは超伝導体デバイスあるいはその両方の製造技術を使用して基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成され得る超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）を備えることができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａは、第１の超伝導パッド１０６ａおよび第２の超伝導パッド１０８ａに結合された（図１ＢではＥ_Ｊ１と表示された）第１のジョセフソン接合１１２ａをさらに備えることができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａは、第２の超伝導パッド１０８ａおよび第３の超伝導パッド１１０ａに結合された（図１ＢではＥ_Ｊ２と表示された）第２のジョセフソン接合１１４ａをさらに備えることができる。この例示的な実施形態では、第１のジョセフソン接合１１２ａまたは第２のジョセフソン接合１１４ａあるいはその両方は、１つもしくは複数の超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）または基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成された１つもしくは複数の非超伝導膜（例えば、通常の金属膜）を備えることができる。

【0027】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の超伝導パッド１０６ａおよび第２の超伝導パッド１０８ａは、互いに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて（図１ＢではＣ_１と表示された）第１のコンデンサ１１６ａによって表されている。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の超伝導パッド１０８ａおよび第３の超伝導パッド１１０ａは、互いに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_２と表示された）第２のコンデンサ１１８ａによって表されている。図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第１のコンデンサ１１６ａおよび第２のコンデンサ１１８ａはそれぞれ、第１のジョセフソン接合１１２ａおよび第２のジョセフソン接合１１４ａにわたる直流容量分流（direct capacitive shunting）を表す。この例示的な実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂにおいて例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａは、直列に接続された２つの容量分流ジョセフソン接合、すなわち第１のジョセフソン接合１１２ａおよび第２のジョセフソン接合１１４ａを備えることができる。

【0028】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第２の超伝導キュービット１０４ｂは、第１の超伝導パッド１０６ｂ、第２の超伝導パッド１０８ｂ、または第３の超伝導パッド１１０ｂあるいはその組合せを備えることができ、このような超伝導パッドのそれぞれは、電極を備えることができる。この例示的な実施形態では、第１の超伝導パッド１０６ｂ、第２の超伝導パッド１０８ｂ、または第３の超伝導パッド１１０ｂあるいはその組合せのそれぞれは、以下に説明する１つもしくは複数の半導体デバイスまたは超伝導体デバイスあるいはその両方の製造技術を使用して基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成され得る超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）を備えることができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第２の超伝導キュービット１０４ｂは、第１の超伝導パッド１０６ｂおよび第２の超伝導パッド１０８ｂに結合された（図１ＢではＥ_Ｊ３と表示された）第１のジョセフソン接合１１２ｂをさらに備えることができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第２の超伝導キュービット１０４ｂは、第２の超伝導パッド１０８ｂおよび第３の超伝導パッド１１０ｂに結合された（図１ＢではＥ_Ｊ４と表示された）第２のジョセフソン接合１１４ｂをさらに備えることができる。この例示的な実施形態では、第１のジョセフソン接合１１２ｂまたは第２のジョセフソン接合１１４ｂあるいはその両方は、１つもしくは複数の超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）または基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成された１つもしくは複数の非超伝導膜（例えば、通常の金属膜）を備えることができる。

【0029】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の超伝導パッド１０６ｂおよび第２の超伝導パッド１０８ｂは、互いに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて（図１ＢではＣ_３と表示された）第１のコンデンサ１１６ｂによって表されている。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の超伝導パッド１０８ｂおよび第３の超伝導パッド１１０ｂは、互いに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_４と表示された）第２のコンデンサ１１８ｂによって表されている。図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第１のコンデンサ１１６ｂおよび第２のコンデンサ１１８ｂはそれぞれ、第１のジョセフソン接合１１２ｂおよび第２のジョセフソン接合１１４ｂにわたる直流容量分流を表す。この例示的な実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂにおいて例示されるように、第２の超伝導キュービット１０４ｂは、直列に接続された２つの容量分流ジョセフソン接合、すなわち第１のジョセフソン接合１１２ｂおよび第２のジョセフソン接合１１４ｂを備えることができる。

【0030】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂはそれぞれ、第１の振動モードおよび第２の振動モード（図示せず）で動作することができる。本明細書に記載された本開示のいくつかの実施形態では、第１の振動モードおよび第２の振動モードは、互いに異なる（例えば、別個の）周波数または異なる（例えば、別個の）空間対称性あるいはその両方に対応することができる。これらの実施形態では、第１の振動モードおよび第２の振動モードは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１のジョセフソン接合１１２ａおよび第２のジョセフソン接合１１４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１のジョセフソン接合１１２ｂおよび第２のジョセフソン接合１１４ｂ、あるいはその両方に関連する励起の対称的な組合せおよび反対称的な組合せを示すことができる。これらの実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１のジョセフソン接合１１２ａおよび第２のジョセフソン接合１１４ａに関連する励起のそのような対称的な組合せおよび反対称的な組合せは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の超伝導パッド１０６ａと第３の超伝導パッド１１０ａとの容量結合から生じることができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて（図１ＢではＣ_Ｓ１と表示された）第３のコンデンサ１２０ａとして表されている。これらの実施形態では、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１のジョセフソン接合１１２ｂおよび第２のジョセフソン接合１１４ｂに関連する励起のそのような対称的な組合せおよび反対称的な組合せは、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の超伝導パッド１０６ｂと第３の超伝導パッド１１０ｂとの容量結合から生じることができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_Ｓ２と表示された）第３のコンデンサ１２０ｂとして表されている。

【0031】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第３のコンデンサ１２０ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の超伝導パッド１０６ａと第３の超伝導パッド１１０ａとの間の容量結合を表し、このような容量結合は、上述したように、互いに相対的に異なる周波数および異なる空間対称性を有する第１の振動モードおよび第２の振動モードの作成を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、図１Ｂにおいて第３のコンデンサ１２０ａとして表されたこのような容量結合は、第１の振動モードおよび第２の振動モードが互いに相互作用することを可能にすることができ、そうでない場合、このようなモードは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１のジョセフソン接合１１２ａと第２のジョセフソン接合１１４ａとの間で分離されることになる。この例示的な実施形態では、第１の振動モードと第２の振動モードとの間のそのような相互作用は、第１の超伝導キュービット１０４ａの拡張状態（例えば、ハイブリッド化された量子状態、ハイブリッド化された振動モードなど）（例えば、異なる周波数および異なる空間対称性に対応するハイブリッド化された量子状態またはハイブリッド化された振動モードあるいはその両方）の作成を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、図１Ｂにおいて第３のコンデンサ１２０ａとして表されたこのような容量結合により、第１の超伝導キュービット１０４ａの基本モードが、第１のジョセフソン接合１１２ａおよび第２のジョセフソン接合１１４ａにわたって対称的または反対称的に拡張することが可能になる。

【0032】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第３のコンデンサ１２０ｂは、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の超伝導パッド１０６ｂと第３の超伝導パッド１１０ｂとの間の容量結合を表し、このような容量結合は、上述したように、互いに相対的に異なる周波数および異なる空間対称性を有する第１の振動モードおよび第２の振動モードの作成を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、図１Ｂにおいて第３のコンデンサ１２０ｂとして表されたこのような容量結合は、第１の振動モードおよび第２の振動モードが互いに相互作用することを可能にすることができ、そうでない場合、このようなモードは、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１のジョセフソン接合１１２ｂと第２のジョセフソン接合１１４ｂとの間で分離されることになる。この例示的な実施形態では、第１の振動モードと第２の振動モードとの間のそのような相互作用は、第２の超伝導キュービット１０４ｂの拡張状態（例えば、ハイブリッド化された量子状態、ハイブリッド化された振動モードなど）（例えば、異なる周波数および異なる空間対称性に対応するハイブリッド化された量子状態またはハイブリッド化された振動モードあるいはその両方）の作成を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、図１Ｂにおいて第３のコンデンサ１２０ｂとして表されたこのような容量結合により、第２の超伝導キュービット１０４ｂの基本モードが、第１のジョセフソン接合１１２ｂおよび第２のジョセフソン接合１１４ｂにわたって対称的または反対称的に拡張することが可能になる。

【0033】

第１の振動モードおよび第２の振動モードはそれぞれ、（図１ＡではＡモードと表示された）第１の振動モード構造１２４ａおよび（図１ＡではＢモードと表示された）第２の振動モード構造１２４ｂに対応することができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第１の振動モード構造１２４ａおよび第２の振動モード構造１２４ｂはそれぞれ、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方の第１の振動モードで量子情報を符号化するため、または記憶するため、あるいはその両方のために使用され得る特定の結合技術（例えば、結合方式、結合構成、結合パターンなど）を定義することができる。したがって、この例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方の第１の振動モードまたは第２の振動モードあるいはその両方は、符号化された量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を含むことができる。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２が、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方の第１の振動モードまたは第２の振動モードあるいはその両方に従って動作できるように、第１の振動モード構造１２４ａまたは第２の振動モード構造１２４ｂあるいはその両方を使用して、超伝導バス共振器１０２を第１の振動モードまたは第２の振動モードあるいはその両方に結合することができる。

【0034】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態において例示された第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方は、超伝導バス共振器１０２に容量結合することができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２の第１の超伝導パッド１０２ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の超伝導パッド１０６ａに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_ｃ１と表示された）コンデンサ１２６ａによって表されている。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２の第２の超伝導パッド１０２ｂは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の超伝導パッド１０８ａに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_ｃ２と表示された）コンデンサ１２８ａによって表されている。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２の第３の超伝導パッド１０２ｃは、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の超伝導パッド１０６ｂに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_ｃ３と表示された）コンデンサ１２６ｂによって表されている。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２の第４の超伝導パッド１０２ｄは、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の超伝導パッド１０８ａに容量結合することができ、このような容量結合は、図１Ｂにおいて、（図１ＢではＣ_ｃ４と表示された）コンデンサ１２８ｂによって表されている。

【0035】

いくつかの実施形態では、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第１の振動モードは結合モードを含むことができる。これらの実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂは、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化または記憶することあるいはその両方を可能にすることができ、第２の振動モードはデータ・モードを含むことができる。他の実施形態では、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第２の振動モードは結合モードを含むことができる。これらの実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードで量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化または記憶することあるいはその両方を可能にすることができ、第１の振動モードはデータ・モードを含むことができる。本明細書で参照するように、上記の実施形態で説明したこのようなモード結合方式は、本明細書に記載された本開示の実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）のうちの１つまたは複数を実施するエンティティ（例えば、人間、コンピューティング・デバイス、ソフトウェア・アプリケーション、エージェント、機械学習モデル、人工知能モデルなど）によって実現され得るモード選択型結合方式を構成することができる。

【0036】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第２の振動モードは結合モードを含むことができる。図１Ａおよび図１Ｂに示すこの例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードで量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化または記憶することあるいはその両方を可能にすることができ、第１の振動モードはデータ・モードを含むことができる。

【0037】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）超伝導バス共振器１０２を第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合しながら、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードで量子情報を符号化または記憶することあるいはその両方によって、デバイス１００ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間の直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）を容易にすることができる。例えば、この例示的な実施形態では、デバイス１００ａは、これにより、例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間）の交換相互作用または静的ＺＺ相互作用あるいはその両方などの直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）を容易にすることができる。この例示的な実施形態では、高次相互作用（データ・モード１→結合モード１→バス共振器→結合モード１→データ・モード２）が存在するので、デバイス１００ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間の静的ＺＺ相互作用の抑制を容易にすることができる。例えば、データ・モード１（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モード）→結合モード１（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モード）→バス共振器（例えば、超伝導バス共振器１０２）→結合モード２（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モード）→データ・モード２（第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モード）として表現され得る高次相互作用である。

【0038】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）超伝導バス共振器１０２を第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合しながら、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードで量子情報を符号化または記憶することあるいはその両方によって、デバイス１００ａはさらに、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）の強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合を容易にすることができる。この例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）のそのような強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合は、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間の正味の縦方向結合を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移（ｃｈｉ＿０１偏移）とも呼ばれる）は、（例えば、マイクロ波パルスを介して）超伝導バス共振器１０２をその共振周波数（例えば、６ＧＨｚ）から離調させることによって、共振器誘起位相（ＲＩＰ：resonator-induced phase）ゲートを介した２キュービットもつれゲートの生成または実行あるいはその両方を可能にすることができる。

【0039】

追加として、または代替として、図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス１００ａはさらに、データ・モードと超伝導バス共振器１０２との間の交換結合を防止することができ、これにより、超伝導バス共振器１０２に関連するエネルギー損失（例えば、パーセル損失）からそのようなデータ・モードを保護することができる（例えば、内部エネルギー散逸、または超伝導バス共振器１０２の近くのドライブ・ポートを介したデバイス１００ａの外部の環境へのエネルギーの損失）。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス１００ａは、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードとの間の交換結合、または超伝導バス共振器１０２と第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間の交換結合、あるいはその両方を防止することができる。この例示的な実施形態では、上記のようなデータ・モードと超伝導バス共振器１０２との間の交換結合を防止することによって、デバイス１００ａは、デバイス１００ａまたはデバイス１００ａの１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に関連する、パーセル損失の低減またはデコヒーレンスの低減あるいはその両方を容易にすることができる。

【0040】

本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、１つまたは複数の外部デバイス（図１Ａにも図１Ｂにも図示せず）に結合されて、そのような実施形態の動作を容易にすることができる。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、例えば、パルス発生器デバイス、電源、または磁場発生器あるいはその組合せなど、デバイス１００ａの外部にあり得る１つまたは複数の外部デバイスに結合することができる。

【0041】

例示的な実施形態では、図１Ａにも図１Ｂにも示されていないが、デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、デバイス１００ａの外部にあり得るとともに、デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せとの間でパルス（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）を送信または受信することあるいはその両方が可能である、任意波形発生器（ＡＷＧ：arbitrary waveform generator）、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（ＶＮＡ）、または別のパルス発生器デバイスあるいはその組合せを含むがこれらに限定されないパルス発生器デバイスに結合することができる。別の例示的な実施形態では、図１Ａにも図１Ｂにも示されていないが、デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、デバイス１００ａの外部にあり得るとともに、デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せに、電流、電位、または磁場あるいはその組合せを提供することができる、電源または磁場発生器あるいはその両方に結合することができる。

【0042】

上記の例示的な実施形態では、そのような１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）はまた、命令（例えば、ソフトウェア、ルーチン、処理スレッドなど）を記憶できるメモリ（例えば、図１０を参照して後述するシステム・メモリ１０１６）と、メモリ上に記憶され得るそのような命令を実行することができるプロセッサ（例えば、図１０を参照して後述する処理ユニット１０１４）とを備えるコンピュータ（例えば、図１０を参照して後述するコンピュータ１０１２）に結合することができる。これらの例示的な実施形態では、そのようなコンピュータを採用して、（例えば、システム・メモリ１０１６に記憶された命令を実行する処理ユニット１０１４を介して）そのような１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）を動作させること、または制御すること、あるいはその両方が可能である。例えば、これらの例示的な実施形態では、そのようなコンピュータを採用して、１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）が、ａ）デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せとの間でパルス（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）を送信または受信すること、あるいはその両方、またはｂ）デバイス１００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せに、電流、電位、または磁場あるいはその組合せを提供すること、あるいはその両方を可能にすることができる。

【0043】

様々な実施形態では、デバイス１００ａを実施するエンティティ（例えば、人間、コンピューティング・デバイス、ソフトウェア・アプリケーション、エージェント、機械学習モデル、人工知能モデルなどのエンティティ）は、本開示の１つまたは複数の実施形態に従って、本明細書に記載のモード選択型結合方式のうちの１つまたは複数（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、または図３あるいはその組合せに記載および例示されたモード選択型結合方式）を実施することができる。これらの実施形態では、そのようなエンティティは、そのようなモード選択型方式の１つまたは複数が実現されるように、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方の１つまたは複数の超伝導パッドとの間の１つまたは複数の結合容量を設定または調整することあるいはその両方によって、そのようなモード選択型方式のうちの１つまたは複数を実施することができる。これらの実施形態では、そのようなエンティティは、デバイス１００ａまたはその１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に印加される磁場、電流、電位、またはマイクロ波パルスあるいはその組合せを（例えば、上述したように上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を介して）印加または調整することあるいはその両方によって、そのような１つまたは複数の結合容量（例えば、コンデンサ１２６ａ、コンデンサ１２６ｂ、コンデンサ１２８ａ、またはコンデンサ１２８ｂあるいはその組合せの結合容量）を設定または調整することあるいはその両方が可能である。

【0044】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的な実施形態では、上記で定義されたそのようなエンティティは、デバイス１００ａまたはその１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に印加される磁場、電流、電位、またはマイクロ波パルスあるいはその組合せを（例えば、上述したように上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を介して）印加または調整することあるいはその両方によって、図１Ｂにおいてコンデンサ１２６ａ、コンデンサ１２６ｂ、コンデンサ１２８ａ、またはコンデンサ１２８ｂあるいはその組合せとして表される結合容量を設定または調整することあるいはその両方が可能である。この例示的な実施形態では、本明細書で定義されたエンティティは、上記のそのような結合容量の設定または調整あるいはその両方に基づいて、上記のモード選択型結合方式を実現することができ、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第２の振動モードは結合モードを含み、かつ／または、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）は、第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードで符号化または記憶されることあるいはその両方が可能であり、第１の振動モードはデータ・モードを含むことができる。

【0045】

この例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードのみへの超伝導バス共振器１０２の正味の交換結合（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂのみへの超伝導バス共振器１０２の正味の交換結合）を実現するために、本明細書で定義されたそのようなエンティティは、そのような結合容量を、コンデンサ１２６ａ＝２×コンデンサ１２８ａ（例えば、Ｃ_ｃ１＝２×Ｃ_ｃ２）、コンデンサ１２６ｂ＝２×コンデンサ１２８ｂ（例えば、Ｃ_ｃ３＝２×Ｃ_ｃ４）のように設定または調整することあるいはその両方が可能である。

【0046】

上記の実施形態では、上述のモード選択型結合方式を実現することに基づいて、デバイス１００ａを実施するエンティティは、それによって、ａ）例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間、第１の振動モードおよび第２の振動モードは第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含むことができる）の交換相互作用または静的ＺＺ相互作用あるいはその両方などの直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）、ｂ）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）の強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合、またはｃ）デバイス１００ａまたは超伝導バス共振器１０２あるいはその両方に関連するエネルギー損失（例えば、パーセル損失）またはデコヒーレンスあるいはその両方を低減することができる、データ・モード（例えば、第１の振動モードと第２の振動モードとの間）と超伝導バス共振器１０２との間の交換結合の防止、あるいはその組合せを容易にすることができる。この実施形態では、このような静的ＺＺ相互作用の抑制、エネルギー損失の低減、または超伝導バス共振器１０２に関連するデコヒーレンスの低減あるいはその組合せに基づいて、デバイス１００ａは、それによって、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方に関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂを含む量子ゲートの高速化、またはデバイス１００ａを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることができる。

【0047】

上記の実施形態では、デバイス１００ａを実施する本明細書で定義されたエンティティはさらに、（例えば、上述したように、上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を使用してマイクロ波パルスを介して）超伝導バス共振器１０２をその共振周波数（例えば、６ＧＨｚ）から離調させて、ＲＩＰゲートを介して２キュービットもつれゲートを生成または実行することあるいはその両方が可能である。例えば、この実施形態では、上述したように超伝導バス共振器１０２をその共振周波数から離調させることによって、そのようなエンティティは、（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間にもつれ量子ゲートを作り出すために）第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとをもつれさせることができる。この実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとのこのようなもつれにより、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間で量子ゲート動作を実行することが可能になる。例えば、この実施形態では、超伝導バス共振器１０２をその共振周波数から離調させることに基づいて、デバイス１００ａまたは超伝導バス共振器１０２あるいはその両方は、ＲＩＰゲートとして動作することができ、これにより、超伝導バス共振器１０２にマイクロ波駆動（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）があるとき（例えば、超伝導バス共振器１０２に印加されるマイクロ波信号があるとき）に存在する第１のキュービット（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａ）と第２のキュービット（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂ）との間のＺＺ相互作用を生成することができる。

【0048】

本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）の製造は、半導体デバイスまたは超伝導デバイス（例えば、集積回路）あるいはその両方における電子ベースのシステム、デバイス、構成要素、または回路あるいはその組合せの段階的な作成を容易にする、フォトリソグラフィ処理ステップまたは化学処理ステップあるいはその両方のマルチステップ・シーケンスを含むことができる。例えば本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、フォトリソグラフィ、マイクロリソグラフィ、ナノリソグラフィ、ナノインプリント・リソグラフィ、フォトマスキング技術、パターニング技術、フォトレジスト技術（例えば、ポジティブトーン・フォトレジスト、ネガティブトーン・フォトレジスト、ハイブリッドトーン・フォトレジストなど）、エッチング技術（例えば、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）、ドライ・エッチング、ウェット・エッチング、イオン・ビーム・エッチング、プラズマ・エッチング、レーザ・アブレーションなど）、蒸着技術、スパッタリング技術、プラズマ灰化技術、熱処理（例えば、急速熱アニール、炉アニール、熱酸化など）、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）、原子層蒸着（ＡＬＤ：atomic layer deposition）、物理蒸着（ＰＶＤ：physical vapor deposition）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ：molecular beam epitaxy）、電気化学蒸着（ＥＣＤ：electrochemical deposition）、化学機械平坦化（ＣＭＰ：chemical-mechanical planarization）、バックグラインド技術、または集積回路を製造するための別の技術あるいはその組合せを含むがこれらに限定されない技術を採用することによって、基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に製造され得る。

【0049】

本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、様々な材料を使用して製造され得る。例えば、本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、導電性材料、半導体材料、超伝導材料、誘電体材料、ポリマー材料、有機材料、無機材料、非導電性材料、または集積回路を製造するための上記の技術のうちの１つまたは複数を用いて利用され得る別の材料、あるいはその組合せを含むがこれらに限定されない、１つまたは複数の異なる材料クラスの材料を使用して製造され得る。

【0050】

図２Ａは、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイス２００ａの上面図を示す。図２Ｂは、デバイス２００ａの例示的で非限定的な回路図２００ｂを示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0051】

デバイス２００ａは、図１Ａ～図１Ｂを参照して上述したデバイス１００ａの例示的で非限定的な代替実施形態を含むことができる。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、デバイス２００ａは、デバイス１００ａの例示的で非限定的な代替実施形態を含むことができ、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の超伝導パッド１０８ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の超伝導パッド１０８ｂのみがそれぞれ超伝導バス共振器１０２の第３の超伝導パッド１０２ｃおよび第４の超伝導パッド１０２ｄに結合することができる。追加として、または代替として、図２Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、デバイス２００ａの超伝導バス共振器１０２は、４ＧＨｚの共振周波数（ｆｒ）を有することができる。

【0052】

図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の超伝導パッド１０８ａは、超伝導バス共振器１０２の第３の超伝導パッド１０２ｃに容量結合することができ、このような容量結合は、図２Ｂにおいて、（図２ＢではＣ_ｃ１と表示された）第１のコンデンサ２２８ａによって表されている。この例示的な実施形態では、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の超伝導パッド１０８ｂは、超伝導バス共振器１０２の第４の超伝導パッド１０２ｄに容量結合することができ、このような容量結合は、図２Ｂにおいて、（図２ＢではＣ_ｃ２と表示された）第２のコンデンサ２２８ｂによって表されている。

【0053】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述したように、いくつかの実施形態では、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第１の振動モードは結合モードを含むことができる。これらの実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂは、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化または記憶することあるいはその両方を可能にすることができ、第２の振動モードはデータ・モードを含むことができる。

【0054】

図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第１の振動モードは結合モードを含むことができる。図２Ａおよび図２Ｂに示すこの例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードに対応する第２の振動モード構造１２４ｂは、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化または記憶することあるいはその両方を可能にすることができ、第２の振動モードはデータ・モードを含むことができる。

【0055】

図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）超伝導バス共振器１０２を第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合しながら、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで量子情報を符号化または記憶することあるいはその両方によって、デバイス２００ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）を容易にすることができる。例えば、この例示的な実施形態では、デバイス２００ａは、これにより、例えば第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間）の交換相互作用または静的ＺＺ相互作用あるいはその両方などの直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）を容易にすることができる。この例示的な実施形態では、高次相互作用（データ・モード１→結合モード１→バス共振器→結合モード１→データ・モード２）が存在するので、デバイス２００ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の静的ＺＺ相互作用の抑制を容易にすることができる。例えば、データ・モード１（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モード）→結合モード１（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モード）→バス共振器（例えば、超伝導バス共振器１０２）→結合モード２（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モード）→データ・モード２（第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モード）として表現され得る高次相互作用である。

【0056】

図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）超伝導バス共振器１０２を第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合しながら、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで量子情報を符号化または記憶することあるいはその両方によって、デバイス２００ａはさらに、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）の強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合を容易にすることができる。この例示的な実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）のそのような強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合は、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の正味の縦方向結合を可能にすることができる。この例示的な実施形態では、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移（ｃｈｉ＿０１偏移）とも呼ばれる）は、超伝導バス共振器１０２を（例えば、マイクロ波パルスを介して）その共振周波数（例えば、４ＧＨｚ）から離調させることによって、ＲＩＰゲートを介した２キュービットもつれゲートの生成または実行あるいはその両方を可能にすることができる。

【0057】

追加として、または代替として、図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス２００ａはさらに、データ・モードと超伝導バス共振器１０２との間の交換結合を防止することができ、これにより、超伝導バス共振器１０２に関連するエネルギー損失（例えば、パーセル損失）からそのようなデータ・モードを保護することができる（例えば、内部エネルギー散逸、または超伝導バス共振器１０２の近くのドライブ・ポートを介したデバイス２００ａの外部の環境へのエネルギーの損失）。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス２００ａは、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードとの間の交換結合、または超伝導バス共振器１０２と第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の交換結合、あるいはその両方を防止することができる。この例示的な実施形態では、上記のようなデータ・モードと超伝導バス共振器１０２との間の交換結合を防止することによって、デバイス２００ａは、デバイス２００ａまたはデバイス２００ａの１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に関連する、パーセル損失の低減またはデコヒーレンスの低減あるいはその両方を容易にすることができる。

【0058】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述したように、本明細書に記載された、または図に例示された、あるいはその両方である本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、１つまたは複数の外部デバイス（図２Ａにも図２Ｂにも図示せず）に結合されて、そのような実施形態の動作を容易にすることができる。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、例えば、パルス発生器デバイス、電源、または磁場発生器あるいはその組合せなど、デバイス１００ａの外部にあり得る１つまたは複数の外部デバイスに結合することができる。

【0059】

例示的な実施形態では、図２Ａにも図２Ｂにも示されていないが、デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、デバイス２００ａの外部にあり得るとともに、デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せとの間でパルス（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）を送信または受信することあるいはその両方が可能であるパルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）に結合することができる。別の例示的な実施形態では、図２Ａにも図２Ｂにも示されていないが、デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せは、デバイス２００ａの外部にあり得るとともに、デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せに、電流、電位、または磁場あるいはその組合せを提供することができる、電源または磁場発生器あるいはその両方に結合することができる。

【0060】

上記の例示的な実施形態では、そのような１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）はまた、命令（例えば、ソフトウェア、ルーチン、処理スレッドなど）を記憶できるメモリ（例えば、図１０を参照して後述するシステム・メモリ１０１６）と、メモリ上に記憶され得るそのような命令を実行することができるプロセッサ（例えば、図１０を参照して後述する処理ユニット１０１４）とを備えるコンピュータ（例えば、図１０を参照して後述するコンピュータ１０１２）に結合することができる。これらの例示的な実施形態では、そのようなコンピュータを採用して、（例えば、システム・メモリ１０１６に記憶された命令を実行する処理ユニット１０１４を介して）そのような１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）を動作させること、または制御すること、あるいはその両方が可能である。例えば、これらの例示的な実施形態では、そのようなコンピュータを採用して、１つまたは複数の外部デバイス（例えば、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）、電源、または磁場発生器、あるいはその組合せ）が、ａ）デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せとの間でパルス（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）を送信または受信すること、あるいはその両方、またはｂ）デバイス２００ａ、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、または第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその組合せに、電流、電位、または磁場あるいはその組合せを提供すること、あるいはその両方を可能にすることができる。

【0061】

様々な実施形態では、デバイス２００ａを実施する、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義されたエンティティは、本開示の１つまたは複数の実施形態に従って、本明細書に記載のモード選択型結合方式のうちの１つまたは複数（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、または図３あるいはその組合せに記載および例示されたモード選択型結合方式）を実施することができる。これらの実施形態では、そのようなエンティティは、そのようなモード選択型方式の１つまたは複数が実現されるように、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方の１つまたは複数の超伝導パッドとの間の１つまたは複数の結合容量を設定または調整することあるいはその両方によって、そのようなモード選択型方式のうちの１つまたは複数を実施することができる。これらの実施形態では、そのようなエンティティは、デバイス２００ａまたはその１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に印加される磁場、電流、電位、またはマイクロ波パルスあるいはその組合せを（例えば、上述したように上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を介して）印加または調整することあるいはその両方によって、そのような１つまたは複数の結合容量（例えば、図１Ｂに例示されたデバイス２００ａのコンデンサ２２８ａまたはコンデンサ２２８ｂあるいはその両方の結合容量）を設定または調整することあるいはその両方が可能である。

【0062】

図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的な実施形態では、本明細書で定義されたそのようなエンティティは、デバイス２００ａまたはその１つもしくは複数の構成要素（例えば、超伝導バス共振器１０２、第１の超伝導キュービット１０４ａ、第２の超伝導キュービット１０４ｂなど）あるいはその両方に印加される磁場、電流、電位、またはマイクロ波パルスあるいはその組合せを（例えば、上述したように上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を介して）印加または調整することあるいはその両方によって、図２Ｂにおいてコンデンサ２２８ａまたはコンデンサ２２８ｂあるいはその両方として表される結合容量を設定または調整することあるいはその両方が可能である。この例示的な実施形態では、本明細書で定義されたエンティティは、上記のそのような結合容量の設定または調整あるいはその両方に基づいて、上記のモード選択型結合方式を実現することができ、超伝導バス共振器１０２は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａに基づいて（例えば、それに従って）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができ、第１の振動モードは結合モードを含み、かつ／または、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）は、第２の振動モード構造１２４ｂに基づいて（例えば、それに従って）、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで符号化または記憶されることあるいはその両方が可能であり、第１の振動モードはデータ・モードを含むことができる。

【0063】

上記の実施形態では、上述のモード選択型結合方式を実現することに基づいて、デバイス２００ａを実施するエンティティは、それによって、ａ）例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間、第１の振動モードおよび第２の振動モードは第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含むことができる）の交換相互作用または静的ＺＺ相互作用あるいはその両方などの直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）、ｂ）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）の強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合、またはｃ）デバイス２００ａまたは超伝導バス共振器１０２あるいはその両方に関連するエネルギー損失（例えば、パーセル損失）またはデコヒーレンスあるいはその両方を低減することができる、データ・モード（例えば、第１の振動モードと第２の振動モードとの間）と超伝導バス共振器１０２との間の交換結合の防止、あるいはその組合せを容易にすることができる。この実施形態では、このような静的ＺＺ相互作用の抑制、エネルギー損失の低減、または超伝導バス共振器１０２に関連するデコヒーレンスの低減あるいはその組合せに基づいて、デバイス２００ａは、それによって、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方に関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂを含む量子ゲートの高速化、またはデバイス２００ａを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることができる。

【0064】

上記の実施形態では、デバイス２００ａを実施する本明細書で定義されたエンティティはさらに、（例えば、上述したように、上記で定義された外部デバイスまたはコンピュータ１０１２あるいはその両方のうちの１つまたは複数を使用してマイクロ波パルスを介して）超伝導バス共振器１０２をその共振周波数（例えば、４ＧＨｚ）から離調させて、ＲＩＰゲートを介して２キュービットもつれゲートを生成または実行することあるいはその両方が可能である。例えば、この実施形態では、上述したように超伝導バス共振器１０２をその共振周波数から離調させることによって、そのようなエンティティは、（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間にもつれ量子ゲートを作り出すために）第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとをもつれさせることができる。この実施形態では、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとのこのようなもつれにより、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間で量子ゲート動作を実行することが可能になる。例えば、この実施形態では、超伝導バス共振器１０２をその共振周波数から離調させることに基づいて、デバイス２００ａまたは超伝導バス共振器１０２あるいはその両方は、ＲＩＰゲートとして動作することができ、これにより、超伝導バス共振器１０２にマイクロ波駆動（例えば、マイクロ波パルス、マイクロ波信号、制御信号など）があるとき（例えば、超伝導バス共振器１０２に印加されるマイクロ波信号があるとき）に存在する第１のキュービット（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａ）と第２のキュービット（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂ）との間のＺＺ相互作用を生成することができる。

【0065】

図３は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なデバイス３００の上面図を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0066】

デバイス３００は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したデバイス２００ａの例示的で非限定的な代替実施形態を含むことができ、（図３ではＲと表示された）第１の読み出し共振器３０２ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａに結合することができ、（図３ではＲと表示された）第２の読み出し共振器３０２ｂは、第２の超伝導キュービット１０４ｂに結合することができる。例えば、図３に示す例示的な実施形態において例示されるように、第１の読み出し共振器３０２ａは、デバイス３００の第１の結合パッド３０４ａを介して第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の超伝導パッド１０６ａに結合（例えば、容量結合）することができ、第２の読み出し共振器３０２ｂは、デバイス３００の第２の結合パッド３０４ｂを介して第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の超伝導パッド１０６ｂに結合（例えば、容量結合）することができる。図３に示す例示的な実施形態では、第１の読み出し共振器３０２ａまたは第２の読み出し共振器３０２ｂあるいはその両方は、（例えば、図１Ａ～図２Ｂを参照して上述したように、上記で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を介して）デバイス３００からの１つまたは複数のタイプの情報（例えば、量子情報、キュービット情報、量子状態情報など）の読み出しを容易にすることができる。

【0067】

図３に示す例示的な実施形態において例示されるように、デバイス３００は、１つまたは複数のデバイス（図示せず）のデバイス３００への結合（例えば、容量結合）（例えば、１つまたは複数のデバイスの、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の超伝導パッド１０８ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の超伝導パッド１０８ｂあるいはその両方への結合）を容易にすることができる、第３の結合パッド３０４ｃまたは第４の結合パッド３０４ｄあるいはその両方をさらに備えることができる。様々な実施形態において、第１の結合パッド３０４ａ、第２の結合パッド３０４ｂ、第３の結合パッド３０４ｃ、または第４の結合パッド３０４ｄあるいはその組合せは、図１Ａ～図１Ｂを参照して上述した１つもしくは複数の半導体デバイスまたは超伝導体デバイスあるいはその両方の製造技術を使用して基板（例えば、シリコン（Ｓｉ）基板など）上に形成され得る超伝導膜（例えば、超伝導金属膜）を備えることができる。

【0068】

図４は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフ４００を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0069】

グラフ４００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態を実施することから得られた結果データを含むことができる。例えば、グラフ４００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、図７、図８、および図９を参照してそれぞれ後述する、コンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せ）に従って、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方を実施すること（例えば、シミュレートすること、量子化することなど）から得られた結果データを含むことができる。

【0070】

図４に示す例示的な実施形態では、グラフ４００は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの周波数の関数として、（図４ではＴＣＱ１と表示された）第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと（図４ではＴＣＱ２と表示された）第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、図４ではＺＺ：ＴＣＱ－ＴＣＱ、Ｂモードと表示された静的ＺＺ相互作用）の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ４００は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）が、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで符号化され得る、または記憶され得る、あるいはその両方である、（例えば、第２の振動モードが、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含む）上記のそのようなＺＺ相互作用の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ４００は、超伝導バス共振器１０２が第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードのみに結合することができる（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの両方の第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａのみに結合する）上記のそのようなＺＺ相互作用の数値シミュレーションを含むことができる。

【0071】

図４に示すグラフ４００の例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードの周波数は、ギガヘルツ（ＧＨｚ）で表現され、グラフ４００の（図４ではＴＣＱ１ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｘ軸に沿って延在し、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードの周波数は、ＧＨｚで表現され、グラフ４００の（図４ではＴＣＱ２ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｙ軸に沿って延在し、ＺＺ相互作用周波数は、キロヘルツ（ｋＨｚ）で表現され、図４においてＬｏｇ１０（ＺＺ（ｋＨｚ））と表示されており、図４に例示されるＺＺ凡例に表示された周波数に対応するグラフ４００のＺ軸（例えば、ページの内外に延在するグラフ４００の軸）のハッチングを変化させることによって表される。

【0072】

図４に示す例示的な実施形態では、グラフ４００は、上記のそのようなＺＺ相互作用の数値シミュレーションを含むことができ、コンデンサ２２８ａの静電容量＝コンデンサ２２８ｂの静電容量＝１０フェムトファラッド（ｆＦ）であり、超伝導バス共振器１０２の共振周波数（ｆｒ）は４ＧＨｚである。この例示的な実施形態では、グラフ４００は、（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を介して）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの臨界電流を、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのそれぞれについて電流Ｉ１と電流Ｉ２との間に５パーセント（％）の非対称性を伴って約２０ナノアンペア（ｎＡ）から約３０ｎＡに変更することによって得ることができる上記のそのようなＺＺ相互作用の数値シミュレーションを含むことができる。図４のグラフ４００によって例示されるように、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方が上記で定義されたパラメータに従って実施される場合、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）は１ｋＨｚ未満であり、したがって、このようなＺＺ相互作用は、このような条件下で抑制されること、中止されること、または効果的に存在しないことあるいはその組合せであることが理解されるべきである。

【0073】

図５は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフ５００を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0074】

グラフ５００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態を実施することから得られた結果データを含むことができる。例えば、グラフ５００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、図７、図８、および図９を参照してそれぞれ後述する、コンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せ）に従って、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方を実施すること（例えば、シミュレートすること、量子化することなど）から得られた結果データを含むことができる。

【0075】

図５に示す例示的な実施形態では、グラフ５００は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの周波数の関数として、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードとの間の（例えば、図５ではｃｈｉ０１と表示された）ｃｈｉ偏移と呼ばれる正味の縦方向結合の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ５００は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）が、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで符号化され得る、または記憶され得る、あるいはその両方である、（例えば、第２の振動モードが第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含む）上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ５００は、超伝導バス共振器１０２が第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードのみに結合することができる（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの両方の第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａのみに結合する）上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。

【0076】

図５に示すグラフ５００の例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードの周波数は、ＧＨｚで表現され、グラフ５００の（図５ではＴＣＱ１ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｘ軸に沿って延在し、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードの周波数は、ＧＨｚで表現され、グラフ５００の（図５ではＴＣＱ２ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｙ軸に沿って延在し、正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）周波数は、メガヘルツ（ＭＨｚ）で表現され、図５においてｃｈｉ０１（ＭＨｚ）と表示されており、図５に例示されるｃｈｉ０１凡例に表示された周波数に対応するグラフ５００のＺ軸（例えば、ページの内外に延在するグラフ５００の軸）のハッチングを変化させることによって表される。

【0077】

図５に示す例示的な実施形態では、グラフ５００は、上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができ、コンデンサ２２８ａの静電容量＝コンデンサ２２８ｂの静電容量＝１０ｆＦであり、超伝導バス共振器１０２の共振周波数（ｆｒ）は４ＧＨｚである。この例示的な実施形態では、グラフ５００は、（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を介して）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの臨界電流を、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのそれぞれについて電流Ｉ１と電流Ｉ２との間に５パーセント（％）の非対称性を伴って約２０ｎＡから約３０ｎＡに変更することによって得ることができる上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、また図５のグラフ５００によって例示されるように、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方は、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の交換結合を防止することができるが、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方は、超伝導バス共振器１０２と第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードとの間の大きい（例えば、相対的に大きい）正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）を可能にすることができる。

【0078】

図６は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なグラフ６００を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0079】

グラフ６００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態を実施することから得られた結果データを含むことができる。例えば、グラフ６００は、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、図７、図８、および図９を参照してそれぞれ後述する、コンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せ）に従って、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方を実施すること（例えば、シミュレートすること、量子化することなど）から得られた結果データを含むことができる。

【0080】

図６に示す例示的な実施形態では、グラフ６００は、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの周波数の関数として、超伝導バス共振器１０２と第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の（図６ではｃｈｉ０１と表示された）ｃｈｉ偏移と呼ばれる上述の正味の縦方向結合の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ６００は、図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）が、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードで符号化され得る、または記憶され得る、あるいはその両方である、（例えば、第２の振動モードが第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含む）上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。この例示的な実施形態では、グラフ６００は、超伝導バス共振器１０２が第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードのみに結合することができる（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの両方の第１の振動モードに対応する第１の振動モード構造１２４ａのみに結合する）上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。

【0081】

図６に示すグラフ６００の例示的な実施形態において例示されるように、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードの周波数は、ＧＨｚで表現され、グラフ６００の（図６ではＴＣＱ１ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｘ軸に沿って延在し、第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードの周波数は、ＧＨｚで表現され、グラフ６００の（図６ではＴＣＱ２ｆＢ（ＧＨｚ）と表示された）Ｙ軸に沿って延在し、正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）周波数は、メガヘルツ（ＭＨｚ）で表現され、図６においてｃｈｉ０１（ＭＨｚ）と表示されており、図６に例示されるｃｈｉ０１凡例に表示された周波数に対応するグラフ６００のＺ軸（例えば、ページの内外に延在するグラフ６００の軸）のハッチングを変化させることによって表される。

【0082】

図６に示す例示的な実施形態では、グラフ６００は、上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができ、コンデンサ２２８ａの静電容量＝コンデンサ２２８ｂの静電容量＝１０ｆＦであり、超伝導バス共振器１０２の共振周波数（ｆｒ）は４ＧＨｚである。この例示的な実施形態では、グラフ６００は、（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を介して）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの臨界電流を、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのそれぞれについて電流Ｉ１と電流Ｉ２との間に５パーセント（％）の非対称性を伴って約２０ｎＡから約３０ｎＡに変更することによって得ることができる上記のそのような正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）の数値シミュレーションを含むことができる。図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、また図６のグラフ６００によって例示されるように、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方は、超伝導バス共振器１０２と、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の交換結合を防止することができるが、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方は、超伝導バス共振器１０２と第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間の大きい（例えば、相対的に大きい）正味の縦方向結合（ｃｈｉ偏移）を可能にすることができる。

【0083】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、様々な技術に関連付けられることが可能である。例えば、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、量子コンピューティング技術、量子ゲート技術、量子カプラ技術、量子ハードウェア技術またはソフトウェア技術あるいはその両方、量子回路技術、超伝導回路技術、機械学習技術、人工知能技術、クラウド・コンピューティング技術、または他の技術あるいはその組合せに関連付けられることが可能である。

【0084】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、上記で特定された様々な技術に関連するシステム、デバイス、構成要素、動作ステップ、または処理ステップあるいはその組合せに対する技術的改善を提供することができる。例えば、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第１の振動モードで量子情報を符号化すること、または超伝導バス共振器を第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モードに対応する振動モード構造に結合すること、あるいはその両方が可能である。

【0085】

上記の例では、上記で説明し、図１Ａおよび図１Ｂに示した例示的な実施形態を参照すると、上述のモード選択型結合方式の実現に基づいて、本明細書に記載された本開示のデバイス１００ａは、例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間、第１の振動モードおよび第２の振動モードは第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのデータ・モードを含むことができる）の交換相互作用または静的ＺＺ相互作用あるいはその両方などの直接相互作用の抑制（例えば、中止、低減など）を容易にすることができる。この例では、上述のモード選択型結合方式の実現に基づいて、デバイス１００ａはまた、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードと第２の振動モードとの間（例えば、第１の振動モード構造１２４ａと第２の振動モード構造１２４ｂとの間）の強力な（例えば、相対的に強力な）縦方向結合を容易にすることができる。この例では、上述のモード選択型結合方式の実現に基づいて、デバイス１００ａはさらに、データ・モード（例えば、第１の振動モードと第２の振動モードとの間）と超伝導バス共振器１０２との間の交換結合の防止を容易にすることができ、これにより、デバイス１００ａまたは超伝導バス共振器１０２あるいはその両方に関連するエネルギー損失（例えば、パーセル損失）またはデコヒーレンスあるいはその両方を低減することができる。この例では、このような静的ＺＺ相互作用の抑制、エネルギー損失の低減、または超伝導バス共振器１０２に関連するデコヒーレンスの低減あるいはその組合せに基づいて、デバイス１００ａは、それによって、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方に関連する量子ゲート誤りの低減、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂを含む量子ゲートの高速化、またはデバイス１００ａを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、もしくは性能の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることができる。

【0086】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）のうちの１つまたは複数に関連付けられ得る古典コンピューティング・デバイスまたは量子コンピューティング・デバイス（例えば、量子プロセッサ、量子ハードウェア、超伝導回路など）あるいはその両方に関連付けられた処理ユニット（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、またはデバイス３００を備える量子プロセッサ、処理ユニット１０１４など）に対する技術的改善を提供することができる。例えば、上述のモード選択型結合方式を実現することによって、デバイス１００ａは、超伝導バス共振器１０２に関連する、そのような静的ＺＺ相互作用の抑制、エネルギー損失の低減、またはデコヒーレンスの低減あるいはその組合せを容易にすることができる。この例では、超伝導バス共振器１０２に関連する、そのようなＺＺ相互作用を抑制すること、そのようなエネルギー損失を低減すること、またはそのようなデコヒーレンスを低減すること、あるいはその組合せによって、デバイス１００ａは、第１の超伝導キュービット１０４ａまたは第２の超伝導キュービット１０４ｂあるいはその両方に関連する量子ゲート誤りの低減、または、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂを含む量子ゲート（例えば、もつれ量子ゲート）の高速化を容易にすること、あるいはその両方を容易にすることができる。この例では、そのような量子ゲート誤りを低減すること、またはそのような量子ゲートを高速化すること、あるいはその両方によって、デバイス１００ａは、デバイス１００ａを備える量子プロセッサの忠実度の向上、精度の向上、または性能の向上あるいはその組合せを容易にすることができる。

【0087】

上述のような第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用のそのような抑制に基づけば、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）の実際の適用は、それらを量子デバイス（例えば、量子プロセッサ、量子コンピュータなど）に実装して、様々な分野（例えば、金融、化学、医学）における複雑なもの（例えば、推定問題、最適化問題など）に及ぶ様々な問題に対する１つまたは複数の解決法（例えば、発見的問題解決法など）を、忠実度または精度あるいはその両方を向上させて、より迅速かつ効率的に計算できることである。例えば、上述のような第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用のそのような抑制に基づけば、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、デバイス１００ａなど）の実際の適用は、例えば、それらを量子プロセッサ（例えば、デバイス１００ａを含む量子プロセッサ）に実装して、化学、医学、または金融あるいはその組合せの分野における最適化問題に対する１つまたは複数の解決法（例えば、発見的問題解決法など）を、忠実度または精度あるいはその両方を向上させて計算できることであり、このような解決法を使用して、例えば、新しい化合物、新しい薬剤、ならびに／または新しいオプション価格設定用のシステムおよび／もしくは方法を設計することができる。

【0088】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、比較的新しい量子コンピューティング技術によってもたらされる新しい手法を提供することが理解されるべきである。例えば、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態（例えば、デバイス１００ａなど）は、量子計算中に量子ゲート誤りが生じる結果となる上述の第１の超伝導キュービット１０４ａの第１の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用を抑制するための新しい手法を提供する。この例では、ＺＺ相互作用を抑制するためのそのような新しい手法は、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態のうちの１つまたは複数の（例えば、デバイス１００ａなど）を含む量子プロセッサを使用して、忠実度または精度あるいはその両方が向上した、より高速でより効率的な量子計算を可能にすることができる。

【0089】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、ハードウェアまたはソフトウェアを採用して、本質的に高度に技術的である問題、抽象的ではない問題、人間による一連の知的な行為として実行することができない問題を解決することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のプロセスのうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の専用コンピュータ（例えば、専用処理ユニット、専用古典コンピュータ、専用量子コンピュータなど）が上記で特定された様々な技術に関連する定義されたタスクを実行することによって、実行され得る。本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）を採用して、上述の技術の進歩、量子コンピューティング・システム、クラウド・コンピューティング・システム、コンピュータ・アーキテクチャ、または別の技術あるいはその組合せの採用を通じて、新たに生じる問題を解決することができる。

【0090】

本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）によって実行され得る様々な動作は、人間の頭脳の能力を上回る動作であるため、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、電気部品、機械部品、および人間の頭脳の中で複製するも人間が実行することもできない回路の様々な組合せを利用できることを理解されたい。例えば、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）によってある一定の期間にわたって処理されるデータの量、そのようなデータを処理する速度、または処理されるデータのタイプは、同じ期間にわたって人間の頭脳が処理できる量、速度、またはデータ・タイプと比較して、より多い、より高速である、または異なる可能性がある。

【0091】

いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、本明細書に記載の様々な動作も実行しながら、１つまたは複数の他の機能を実行することを目的として全体的に動作すること（例えば、全体的に電源が入れられる、全体的に実行されるなど）も可能である。このような同時の複数動作の実行は人間の頭脳の能力を超えていることが理解されるべきである。本明細書に記載された本開示の様々な実施形態（例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、デバイス３００など）は、人間のユーザなどのエンティティによって手動で取得することが不可能な情報を含むことができることも理解されるべきである。例えば、デバイス１００ａ、デバイス２００ａ、またはデバイス３００あるいはその組合せに含まれる情報の型、量、または種類あるいはその組合せは、人間のユーザによって手動で取得される情報よりも複雑である可能性がある。

【0092】

図７は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法７００の流れ図を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0093】

７０２において、コンピュータ実施方法７００は、プロセッサプロセッサ（例えば、処理ユニット１０１４など）に動作可能に結合されたシステム（例えば、デバイス１００ａ、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステム）によって、第１の超伝導キュービット（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａ）および第２の超伝導キュービット（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂ）の第１の振動モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第１の振動モード）で、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化することを含むことができる。

【0094】

７０４において、コンピュータ実施方法７００は、システム（例えば、デバイス１００ａ、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステム）によって、超伝導バス共振器（例えば、超伝導バス共振器１０２）を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第２の振動モード）に対応する振動モード構造（例えば、第２の振動モード構造１２４ｂ）に結合することを含むことができる。

【0095】

図８は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法８００の流れ図を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0096】

８０２において、コンピュータ実施方法８００は、プロセッサプロセッサ（例えば、処理ユニット１０１４など）に動作可能に結合されたシステム（例えば、デバイス１００ａ、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステム）によって、第１の超伝導キュービット（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａ）および第２の超伝導キュービット（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂ）のデータ・モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第１の振動モード）で、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化することを含むことができる。

【0097】

８０４において、コンピュータ実施方法８００は、システム（例えば、デバイス１００ａ、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステム）によって、超伝導バス共振器（例えば、超伝導バス共振器１０２）を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの結合モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第２の振動モード）に対応する結合モード構造（例えば、第２の振動モード構造１２４ｂ）に結合することを含むことができる。

【0098】

図９は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、２接合超伝導キュービットにおけるモード選択型結合を使用して静的ＺＺ抑制およびパーセル損失低減を容易にすることができる例示的で非限定的なコンピュータ実施方法９００の流れ図を示す。簡潔にするために、それぞれの実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0099】

９０２において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、デバイス２００ａもしくはデバイス３００、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステムを介して）、第１の超伝導キュービット（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａ）および第２の超伝導キュービット（例えば、第２の超伝導キュービット１０４ｂ）の第１の振動モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第１の振動モード）で、量子情報（例えば、キュービット情報、量子状態情報など）を符号化することを含むことができる。

【0100】

９０４において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、デバイス２００ａもしくはデバイス３００、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステムを介して）超伝導バス共振器（例えば、超伝導バス共振器１０２）を、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの第２の振動モード（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した第２の振動モード）に対応する振動モード構造（例えば、第２の振動モード構造１２４ｂ）に結合することを含むことができる。

【0101】

９０６において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、デバイス２００ａもしくはデバイス３００、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステムを介して）第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの臨界電流を調整することを含むことができる。例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、および図４を参照して上述したように、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方を実施する本明細書で定義されたエンティティは、コンデンサ２２８ａの静電容量＝コンデンサ２２８ｂの静電容量＝１０フェムトファラッド（ｆＦ）に設定することができ、超伝導バス共振器１０２の共振周波数（ｆｒ）は４ＧＨｚである。この例では、そのようなエンティティは、（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を介して）第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂの臨界電流を、第１の超伝導キュービット１０４ａおよび第２の超伝導キュービット１０４ｂのそれぞれについて電流Ｉ１と電流Ｉ２との間に５パーセント（％）の非対称性を伴って約２０ｎＡから約３０ｎＡに調整または変更することあるいはその両方が可能である。

【0102】

９０８において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、本明細書で定義されたエンティティ、デバイス２００ａもしくはデバイス３００、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステムを介して）第１の超伝導キュービットの第１の振動モードと第２の超伝導キュービットの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）が抑制されるかどうかを判定することを含むことができる。例えば、動作９０６で上述した例を参照すると、上記で定義されたパラメータに従ってデバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方を実施するエンティティは、グラフ４００を使用して、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）が抑制されるかどうかを判定することができる。この例では、そのようなエンティティは、グラフ４００を使用して、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方が上記で定義されたパラメータに従って実施される場合、第１の超伝導キュービット１０４ａの第２の振動モードと第２の超伝導キュービット１０４ｂの第２の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）が１ｋＨｚ未満であるかどうかを判定することができる。この例では、デバイス２００ａまたはデバイス３００あるいはその両方が上記で定義されたそのようなパラメータに従って実施される場合、１ｋＨｚ未満の周波数値を有するそのようなＺＺ相互作用が抑制されること、中止されること、または効果的に存在しないことあるいはその組合せであることが理解されるべきである。

【0103】

９０８において、第１の超伝導キュービットの第１の振動モードと第２の超伝導キュービットの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）が抑制されると判定された場合、９１０において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、デバイス２００ａもしくはデバイス３００、コンピュータ１０１２、または図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された１つもしくは複数のタイプの外部デバイスあるいはその組合せを含むシステムを介して）第１の超伝導キュービットと第２の超伝導キュービットとの間のもつれ量子ゲートを実行することを含むことができる。例えば、図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したように、デバイス２００ａを実施する本明細書で定義されたエンティティは、（例えば、上述したように、本明細書で定義された外部デバイスのうちの１つもしくは複数またはコンピュータ１０１２あるいはその両方を使用してマイクロ波パルスを介して）超伝導バス共振器１０２をその共振周波数（例えば、４ＧＨｚ）から離調させて、ＲＩＰゲートを介して２キュービットもつれゲート（例えば、２キュービットもつれ量子ゲート）を生成または実行することあるいはその両方が可能である。この例では、上述したように超伝導バス共振器１０２をその共振周波数から離調させることによって、そのようなエンティティは、（例えば、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間にもつれ量子ゲートを作り出すために）第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとをもつれさせることができる。この例では、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとのこのようなもつれにより、第１の超伝導キュービット１０４ａと第２の超伝導キュービット１０４ｂとの間でもつれ量子ゲート動作を実行することが可能になる。

【0104】

９０８において、第１の超伝導キュービットの第１の振動モードと第２の超伝導キュービットの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）が抑制されないと判定された場合、コンピュータ実施方法９００は、動作９０６に戻って、第１の超伝導キュービットおよび第２の超伝導キュービットの臨界電流を調整することを含むことができる。様々な実施形態において、コンピュータ実施方法９００の動作９０６および動作９０８は、第１の超伝導キュービットの第１の振動モードと第２の超伝導キュービットの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用が（例えば、１ｋＨｚ未満に）抑制されるまで繰り返され得る。これらの実施形態では、第１の超伝導キュービットの第１の振動モードと第２の超伝導キュービットの第１の振動モードとの間のＺＺ相互作用が抑制されるまで動作９０６および９０８を繰り返したことに基づいて、コンピュータ実施方法９００は、動作９１０に進むことができる。

【0105】

開示された主題の様々な態様のコンテキストを提供するために、図１０および以下の説明は、開示された主題の様々な態様が実施され得る好適な環境の概略的説明を提供することを意図している。図１０は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態を容易にすることができる例示的で非限定的な動作環境のブロック図を示す。例えば、以下に説明するように、動作環境１０００を使用して、本明細書に記載された本開示の１つまたは複数の実施形態に従ってデバイス１００ａ、２００ａ、または３００あるいはその組合せを製造するために実施され得る、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した例示的で非限定的なマルチステップ製造シーケンスを実施することができる。別の例では、以下に説明するように、動作環境１０００を使用して、図７、図８、および図９を参照して上述した例示的で非限定的なコンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せのうちの１つまたは複数を実施することができる。簡潔にするために、本明細書に記載の他の実施形態で使用されている同様の要素またはプロセスあるいはその両方についての繰り返しの説明は省略されている。

【0106】

デバイス１００ａ、２００ａ、または３００あるいはその組合せを製造するために実施され得る、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した例示的で非限定的なマルチステップ製造シーケンスは、コンピューティング・システム（例えば、図１０に例示された、後述する動作環境１０００）またはコンピューティング・デバイス（例えば、図１０に例示された、後述するコンピュータ１０１２）あるいはその両方によって実施され得る。非限定的で例示的な実施形態では、そのようなコンピューティング・システム（例えば、動作環境１０００）またはそのようなコンピューティング・デバイス（例えば、コンピュータ１０１２）あるいはその両方は、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した例示的で非限定的なマルチステップ製造シーケンスの実行を容易にすることができる実行可能命令を記憶することができる１つまたは複数のメモリ・デバイスとを備えることができる。非限定的な例として、１つまたは複数のプロセッサは、半導体デバイスまたは超伝導体デバイスあるいはその両方の製造を実行するように動作可能な１つもしくは複数のシステムまたは機器あるいはその両方を指示または制御することあるいはその両方によって、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した例示的で非限定的なマルチステップ製造シーケンスの実行を容易にすることができる。

【0107】

別の例では、図７、図８、および図９をそれぞれ参照して上述した例示的で非限定的なコンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せのうちの１つまたは複数は、動作環境１０００によって実施（例えば、実行）されることも可能である。非限定的な例として、そのようなコンピューティング・デバイス（例えば、コンピュータ１０１２）の１つまたは複数のプロセッサは、そのようなコンピュータ実施方法の動作またはルーチンあるいはその両方を実行するように動作可能な１つまたは複数のシステムまたは機器あるいはその両方（例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上記で定義された外部デバイスのうちの１つまたは複数）を指示または制御することあるいはその両方によって、図７、図８、および図９をそれぞれ参照して上述した例示的で非限定的なコンピュータ実施方法７００、８００、または９００あるいはその組合せのうちの１つまたは複数の実行を容易にすることができる。

【0108】

説明を簡単にするために、コンピュータ実施方法論は、一連の動作として描写および説明されている。主題の革新は、例示された動作または動作の順序あるいはその両方によって限定されず、例えば、動作は、様々な順序でまたは同時にあるいはその両方で生じる可能性があり、本明細書では提示も説明もされていない他の動作とともに生じる可能性があることが理解および認識されるべきである。さらに、開示された主題に従ってコンピュータ実施方法論を実施するために、例示された動作のすべてが必要とされるわけではない。さらに、当業者であれば、代替として、コンピュータ実施方法論が状態図またはイベントを介して一連の相互に関連する状態として表され得ることを理解および認識するであろう。さらに、以下および本明細書全体で開示されるコンピュータ実施方法論は、そのようなコンピュータ実施方法論のコンピュータへの移送および転送を容易にするために製造品に記憶され得ることがさらに理解されるべきである。本明細書で使用される製造品という用語は、任意のコンピュータ可読デバイスまたは記憶媒体からアクセス可能なコンピュータ・プログラムを包含することを意図している。

【0109】

図１０を参照すると、本開示の様々な態様を実施するための好適な動作環境１０００は、コンピュータ１０１２も含むことができる。コンピュータ１０１２はまた、処理ユニット１０１４、システム・メモリ１０１６、およびシステム・バス１０１８を含むことができる。システム・バス１０１８は、システム・メモリ１０１６を含むがこれに限定されないシステム構成要素を処理ユニット１０１４に結合する。処理ユニット１０１４は、様々な利用可能なプロセッサのいずれかとすることができる。デュアル・マイクロプロセッサおよび他のマルチプロセッサ・アーキテクチャも処理ユニット１０１４として採用することができる。システム・バス１０１８は、インダストリアル・スタンダード・アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネル・アーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェント・ドライブ・エレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカル・バス（ＶＬＢ）、周辺機器相互接続（ＰＣＩ）、カード・バス、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、アドバンスト・グラフィックス・ポート（ＡＧＰ）、ファイアワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）、および小規模コンピュータ・システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）を含むがこれらに限定されない任意の様々な利用可能なバス・アーキテクチャを使用する、メモリ・バスもしくはメモリ・コントローラ、周辺バスもしくは外部バス、またはローカル・バスあるいはその組合せを含む、いくつかのタイプのバス構造体のいずれかとすることができる。

【0110】

システム・メモリ１０１６は、揮発性メモリ１０２０および不揮発性メモリ１０２２を含むこともできる。起動中などにコンピュータ１０１２内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリ１０２２に記憶される。コンピュータ１０１２は、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体を含むこともできる。図１０は、例えば、ディスク・ストレージ１０２４を示す。ディスク・ストレージ１０２４は、磁気ディスク・ドライブ、フロッピ（Ｒ）・ディスク・ドライブ、テープ・ドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ－１００ドライブ、フラッシュ・メモリ・カード、またはメモリ・スティックなどのデバイスを含むこともできるが、これらに限定されない。ディスク・ストレージ１０２４は、記憶媒体を別個に、または他の記憶媒体と組み合わせて含むこともできる。システム・バス１０１８へのディスク・ストレージ１０２４の接続を容易にするために、典型的には、インターフェース１０２６などの取り外し可能または取り外し不可能なインターフェースが使用される。図１０は、ユーザと、好適な動作環境１０００に記載された基本的なコンピュータ・リソースとの間の仲介として作用するソフトウェアも示す。このようなソフトウェアは、例えば、オペレーティング・システム１０２８を含むこともできる。ディスク・ストレージ１０２４に記憶され得るオペレーティング・システム１０２８は、コンピュータ１０１２のリソースを制御および割り当てるように作用する。

【0111】

システム・アプリケーション１０３０は、例えばシステム・メモリ１０１６内またはディスク・ストレージ１０２４上のいずれかに記憶されたプログラム・モジュール１０３２およびプログラム・データ１０３４を介したオペレーティング・システム１０２８によるリソースの管理を活用する。本開示が様々なオペレーティング・システムまたはオペレーティング・システムの組合せを用いて実施され得ることを理解されたい。ユーザは、入力デバイス１０３６を介してコンピュータ１０１２にコマンドまたは情報を入力する。入力デバイス１０３６には、マウスなどのポインティング・デバイス、トラックボール、スタイラス、タッチ・パッド、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、衛星受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナ・カード、デジタル・カメラ、デジタル・ビデオ・カメラ、ウェブ・カメラなどが含まれるが、これらに限定されない。これらおよび他の入力デバイスは、インターフェース・ポート１０３８を経由してシステム・バス１０１８を介して処理ユニット１０１４に接続する。インターフェース・ポート１０３８には、例えば、シリアル・ポート、パラレル・ポート、ゲーム・ポート、およびユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）が含まれる。出力デバイス１０４０は、入力デバイス１０３６と同じタイプのポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用して、コンピュータ１０１２に入力を提供し、コンピュータ１０１２から出力デバイス１０４０に情報を出力することができる。出力アダプタ１０４２は、出力デバイス１０４０の中でもとりわけ、特別なアダプタを必要とするモニタ、スピーカ、およびプリンタのような一部の出力デバイス１０４０が存在することを示すために設けられている。出力アダプタ１０４２には、限定ではなく例として、出力デバイス１０４０とシステム・バス１０１８との間の接続手段を提供するビデオ・カードおよびサウンド・カードが含まれる。リモート・コンピュータ１０４４など、他のデバイスまたはデバイスのシステムあるいはその両方が入力と出力との両方の機能を提供することに留意されたい。

【0112】

コンピュータ１０１２は、リモート・コンピュータ１０４４などの１つまたは複数のリモート・コンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化された環境において動作することができる。リモート・コンピュータ１０４４は、コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサ・ベースの機器、ピア・デバイスまたは他の共通ネットワーク・ノードなどとすることができ、典型的には、コンピュータ１０１２に関して説明した要素のうちの多くの要素またはすべての要素を含むこともできる。簡潔にするために、リモート・コンピュータ１０４４とともに、メモリ・ストレージ・デバイス１０４６のみを示している。リモート・コンピュータ１０４４は、ネットワーク・インターフェース１０４８を介してコンピュータ１０１２に論理的に接続され、さらに通信接続１０５０を介して物理的に接続される。ネットワーク・インターフェース１０４８は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、セルラ・ネットワークなどの有線または無線あるいはその両方の通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術には、ファイバ分散データ・インターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データ・インターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）、トークン・リングなどが含まれる。ＷＡＮ技術には、ポイント・ツー・ポイント・リンク、統合サービス・デジタル・ネットワーク（ＩＳＤＮ）およびその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、ならびにデジタル加入者線（ＤＳＬ）が含まれるが、これらに限定されない。通信接続１０５０は、ネットワーク・インターフェース１０４８をシステム・バス１０１８に接続するために使用されるハードウェア／ソフトウェアを指す。説明を明確にするために、通信接続１０５０はコンピュータ１０１２の内部に示されているが、コンピュータ１０１２の外部とすることもできる。ネットワーク・インターフェース１０４８に接続するためのハードウェア／ソフトウェアは、例示のみを目的として、正規電話グレード・モデム、ケーブル・モデムおよびＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ、ならびにＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）カードなどの内部技術および外部技術を含むこともできる。

【0113】

本発明は、任意の可能な技術的詳細の統合レベルでのシステム、方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはその組合せであってもよい。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実施させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体（または複数の媒体）を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスが使用するための命令を保持および記憶することができる有形デバイスとすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光学記憶デバイス、電磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、または上記の任意の好適な組合せとすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストには以下のもの、すなわち、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピ（Ｒ）・ディスク、パンチカードまたは命令が記録された溝内の隆起構造体などの機械的に符号化されたデバイス、および上記の任意の好適な組合せを含むこともできる。本明細書で使用されるコンピュータ可読記憶媒体は、電波もしくは他の自由に伝播する電磁波、導波路もしくは他の伝送媒体を介して伝播する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通る光パルス）、または電線を介して伝送される電気信号などの、一過性の信号自体であると解釈されるべきではない。

【0114】

本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、または、ネットワーク、例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、またはワイヤレス・ネットワークあるいはその組合せを介して外部コンピュータまたは外部記憶デバイスにダウンロードされ得る。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバあるいはその組合せを含むことができる。各コンピューティング／処理デバイスにおけるネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、そのコンピュータ可読プログラム命令を、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体での記憶のために転送する。本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、インストラクション・セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路用の構成データ、または、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語もしくは同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれたソース・コードもしくはオブジェクト・コードとすることができる。コンピュータ可読プログラム命令は、スタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして全体がユーザのコンピュータ上で、一部がユーザのコンピュータ上で、一部がユーザのコンピュータ上かつ一部がリモート・コンピュータ上で、または全体がコンピュータ上もしくはサーバ上で実行され得る。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されることができ、または（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続されることができる。いくつかの実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えば、プログラマブル・ロジック回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して電子回路をパーソナライズすることによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。

【0115】

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照しながら本明細書で説明されている。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、およびフローチャート図またはブロック図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施する手段を作り出すように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに提供されて、マシンを作り出すものとすることができる。また、これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作の態様を実施する命令を含む製造品を含むように、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、コンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、または他のデバイスあるいはその組合せに対して特定の方式で機能するように指示できるものとすることもできる。また、コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイスで実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するように、コンピュータ実施プロセスを作り出すべくコンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置、または他のデバイスにロードされて、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で一連の演算動作を実行させるものとすることもできる。

【0116】

図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、または命令の一部を表すことができる。いくつかの代替の実装形態では、ブロックに記載された機能を、図に記載された順序とは異なる順序で行うことができる。例えば、連続して示されている２つのブロックを、実際には、関与する機能に応じて、実質的に同時に実行することができ、または場合によっては、それらのブロックを逆の順序で実行することができる。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、およびブロック図またはフローチャート図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、指定された機能または動作を実行するか、あるいは専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せを遂行する専用ハードウェア・ベースのシステムによって実装され得ることにも留意されたい。

【0117】

本主題について、１つまたは複数のコンピュータ上で動作するコンピュータ・プログラム製品のコンピュータ実行可能命令の一般的なコンテキストで上述したが、当業者には、本開示がまた、他のプログラム・モジュールと組み合わせて実施され得ることが理解されよう。一般に、プログラム・モジュールには、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実装する、あるいはその両方を行うルーチン、プログラム、構成要素、データ構造などが含まれる。また、当業者には、本発明のコンピュータ実施方法が、シングル・プロセッサまたはマルチプロセッサ・コンピュータ・システム、ミニコンピューティング・デバイス、メインフレーム・コンピュータ、ならびにコンピュータ、ハンドヘルド・コンピューティング・デバイス（例えば、ＰＤＡ、電話）、マイクロプロセッサ・ベースのまたはプログラム可能なコンシューマ向けのまたは産業用の電子機器などを含む他のコンピュータ・システム構成で実施され得ることが理解されよう。例示した態様は、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境において実施され得る。しかしながら、本開示のすべての態様ではないとしてもいくつかの態様は、スタンドアロン・コンピュータ上で実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラム・モジュールは、ローカルとリモート両方のメモリ・ストレージ・デバイスに配置され得る。例えば、１つまたは複数の実施形態では、コンピュータ実行可能構成要素は、１つまたは複数の分散メモリ・ユニットを含むか、またはそれから構成され得るメモリから実行され得る。本明細書で使用される「メモリ」および「メモリ・ユニット」という用語は交換可能である。さらに、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態は、コンピュータ実行可能構成要素のコードを分散方式で実行することができ、例えば、複数のプロセッサが、組み合わされてまたは協働して、１つまたは複数の分散メモリ・ユニットからのコードを実行することができる。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、１つの場所にある単一のメモリもしくはメモリ・ユニット、または１つもしくは複数の場所にある複数のメモリもしくはメモリ・ユニットを包含することができる。

【0118】

本出願で使用する「構成要素」、「システム」、「プラットフォーム」、「インターフェース」などの用語は、１つまたは複数の特定の機能性を有するコンピュータ関連のエンティティ、または演算マシンに関連するエンティティを指すか、またはそれらを含むか、あるいはその両方とすることができる。本明細書で開示されるエンティティは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかとすることができる。例えば、構成要素は、プロセッサ上で動作するプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、またはコンピュータあるいはその組合せとすることができるが、これらに限定されない。例として、サーバ上で動作するアプリケーションとそのサーバとの両方を、構成要素とすることができる。１つまたは複数の構成要素がプロセスまたは実行スレッドあるいはその両方内に存在することができ、構成要素は、１つのコンピュータ上に局在しているか、または２つ以上のコンピュータ間に分散しているか、あるいはその両方とすることができる。別の例では、それぞれの構成要素は、様々なデータ構造が記憶された様々なコンピュータ可読媒体から実行することができる。構成要素は、１つまたは複数のデータ・パケット（例えば、ローカル・システムまたは分散システム内の別の構成要素と、またはインターネットなどのネットワークを経由して他のシステムと、あるいはその両方と信号を介して対話する１つの構成要素からのデータ）を有する信号などに従って、ローカルまたはリモートあるいはその両方のプロセスを介して通信することができる。別の例として、構成要素は、プロセッサによって実行されるソフトウェアまたはファームウェア・アプリケーションによって動作する電気回路または電子回路によって動作する機械部品によって提供される特定の機能を有する装置とすることができる。このような場合、プロセッサは装置の内部にあっても外部にあってもよく、ソフトウェアまたはファームウェア・アプリケーションの少なくとも一部を実行することができる。さらに別の例として、構成要素は、機械部品なしで電子構成要素を介して特定の機能を提供する装置とすることができ、電子構成要素は、電子構成要素の機能を少なくとも部分的に与えるソフトウェアまたはファームウェアを実行するプロセッサまたは他の手段を含むことができる。一態様では、構成要素は、例えばクラウド・コンピューティング・システム内の仮想マシンを介して電子構成要素をエミュレートすることができる。

【0119】

さらに、「または」という用語は、排他的な「または」ではなく、包括的な「または」を意味することを意図している。すなわち、特に指定のない限り、または文脈から明らかでない限り、「Ｘは、ＡまたはＢを採用する」は、自然な包括的置換のうちのいずれかを意味することを意図している。すなわち、ＸがＡを採用する、ＸがＢを採用する、またはＸがＡとＢの両方を採用する場合、上記の事例のいずれにおいても「Ｘは、ＡまたはＢを採用する」を満たしている。さらに、本明細書および添付の図面で使用される冠詞「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」は、特に指定のない限り、または文脈から単数形を対象とすることが明らかでない限り、一般に、「１つまたは複数」を意味すると解釈されるべきである。本明細書で使用する「例」または「例示的」という用語あるいはその両方は、例、事例、または例示としての役割を果たすものとして利用される。誤解を避けるために、本明細書に開示された主題は、そのような例に限定されない。さらに、「例」または「例示的」という用語あるいはその両方として本明細書に記載されているいずれの態様または設計も、他の態様または設計と比較して必ずしも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではなく、当業者に知られている同等の例示的な構造および技術を排除することを意味するものでもない。

【0120】

「プロセッサ」という用語は、本明細書で使用される場合、シングルコア・プロセッサ、ソフトウェア・マルチスレッド実行能力を有するシングル・プロセッサ、マルチコア・プロセッサ、ソフトウェア・マルチスレッド実行能力を有するマルチコア・プロセッサ、ハードウェア・マルチスレッド技術を有するマルチコア・プロセッサ、並列プラットフォーム、および分散型共有メモリを有する並列プラットフォームを含むがこれらに限定されない、実質的に任意のコンピューティング処理ユニットまたはデバイスを指すことができる。さらに、プロセッサは、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、複合プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア構成要素、または本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを指すことができる。また、プロセッサは、ユーザ機器の空間使用を最適化するまたは性能を高めるために、分子および量子ドット・ベースのトランジスタ、スイッチ、およびゲートなどであるがこれらに限定されないナノスケール・アーキテクチャを利用することができる。プロセッサは、コンピューティング処理ユニットの組合せとして実装されることも可能である。本開示では、「ストア」、「ストレージ」、「データ・ストア」、「データ・ストレージ」、「データベース」という用語、ならびに構成要素の動作および機能に関連する実質的に任意の他の情報ストレージ構成要素は、「メモリ構成要素」、「メモリ」において具現化されたエンティティ、またはメモリを含む構成要素を指すために用いられる。本明細書に記載のメモリまたはメモリ構成要素あるいはその両方が、揮発性メモリもしくは不揮発性メモリのいずれかであり得るか、または揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を含み得ることを理解されたい。限定ではなく例として、不揮発性メモリは、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、または不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）（例えば、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ））を含むことができる。揮発性メモリは、例えば、外部キャッシュ・メモリとして作用し得るＲＡＭを含むことができる。限定ではなく例として、ＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、ダイレクト・ラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）、ダイレクト・ラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ）、およびラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などの多くの形式で利用可能である。さらに、本明細書のシステムまたはコンピュータ実施方法の開示されたメモリ構成要素は、これらを含むことに限定されないが、これらおよび任意の他の好適なタイプのメモリを含むことを意図している。

【0121】

上記で説明したものは、システム、およびコンピュータ実施方法の例を含むにすぎない。当然ながら、本開示を説明するために、構成要素またはコンピュータ実施方法あるいはその両方の考えられるすべての組合せを説明することは不可能であるが、当業者であれば、本開示の多くのさらなる組合せおよび置換えが可能であると理解することができる。さらに、「含む」、「有する」、「所有する」などの用語が、詳細な説明、特許請求の範囲、添付書類および図面で使用される限り、そのような用語は、特許請求の範囲において「備える」という用語が移行語として用いられる際に解釈される場合と同様に、包括的であることを意図している。

【0122】

様々な実施形態の説明を例示の目的で提示してきたが、この説明は、網羅的であることも、開示された実施形態に限定されることも意図していない。当業者には、説明した実施形態の範囲および思想から逸脱することなく多くの修正形態および変形形態が明らかであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、実際の適用例、もしくは市場で見られる技術を超える技術的な改良を最もよく説明するように、または本明細書で開示された実施形態を当業者が理解することが可能になるように選択されたものである。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】