特許 7706851 キュービット間の量子ゲートを容易にする調整可能な量子カプラ

(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】2025-07-04

(45)【発行日】2025-07-14

(54)【発明の名称】キュービット間の量子ゲートを容易にする調整可能な量子カプラ

(51)【国際特許分類】

   H10N 60/10 20230101AFI20250707BHJP

   G06N 10/40 20220101ALI20250707BHJP

   G06F 7/38 20060101ALI20250707BHJP

【ＦＩ】

H10N60/10 K

G06N10/40

G06F7/38 510

G06F7/38 610

【請求項の数】 24

(21)【出願番号】P 2022567904

(86)(22)【出願日】2021-06-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-26

(86)【国際出願番号】 EP2021066155

(87)【国際公開番号】W WO2021259711

(87)【国際公開日】2021-12-30

【審査請求日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】16/910,286

(32)【優先日】2020-06-24

(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】シュテーリク、ジリ

(72)【発明者】

【氏名】アンダーウッド、デビン

(72)【発明者】

【氏名】ザジャック、デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ステファン、マティアス

【審査官】脇水 佳弘

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１０７３８３２０（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１１１７５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０７６１３７６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】LOFT, Niels, et al.，Quantum interference device for controlled two-qubit operations，arXiv:1809.09049v3，CORNELL UNIVERSITY LIBRARY，2019年08月17日，p. 1-20，https://arxiv.org/pdf/1809.09049.pdf

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｎ ６０／００

Ｇ０６Ｎ １０／４０

Ｇ０６Ｆ ７／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

量子カプラ・デバイスであって、
第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間の第１の結合を制御するように構成された、調整可能なカプラと、
前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの反対の極性の端子に結合され、前記調整可能なカプラの共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて、前記第１の結合に対して符号が反対である第２の結合を提供するように構成された、コンデンサ・デバイスとを備える、量子カプラ・デバイス。

【請求項2】

前記調整可能なカプラが前記第１の結合を制御するように構成され、前記コンデンサ・デバイスが前記第２の結合を提供して前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間のコヒーレントな回転を排除し、それによって、前記第１のキュービットもしくは前記第２の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のキュービットおよび前記第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、前記量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、または前記量子カプラ・デバイスを備える前記量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される、請求項１に記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項3】

前記調整可能なカプラが、流束調整可能なカプラ、調整可能なカプラ・キュービット、流束調整可能なカプラ・キュービット、調整可能なキュービット、調整可能なバス、または流束調整可能なキュービット・バスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項4】

前記第１のキュービットまたは前記第２のキュービットのうちの少なくとも１つが、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・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のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項5】

前記コンデンサ・デバイスが、差動コンデンサまたはバイパス・コンデンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項6】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムが、第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に調整可能な結合を提供することと、
前記システムが、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの反対の極性の端子間に容量結合を提供することと、
前記システムが、前記調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することとを含み、前記調整可能な結合に関連する前記共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい場合、前記容量結合が、前記調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する、方法。

【請求項7】

前記調整可能な結合に関連する前記共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の前記共振周波数よりも小さい場合、前記システムが、前記調整可能な結合をキャンセルする前記結合に基づいて、前記第２のキュービットから前記第１のキュービットを分離することをさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記調整可能な結合に関連する前記共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の前記共振周波数よりも小さい場合、前記システムが、前記調整可能な結合をキャンセルする前記結合に基づいて、前記第１のキュービットまたは前記第２のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、前記第１のキュービットもしくは前記第２の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のキュービットおよび前記第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサの性能の向上、または前記量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることをさらに含む、請求項６または７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のキュービットまたは前記第２のキュービットのうちの少なくとも１つが、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・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のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

量子カプラ・デバイスであって、
第１のキュービットと第２のキュービットとの間に結合された調整可能なカプラと、
前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間に結合されたコンデンサ・デバイスとを備え、前記コンデンサ・デバイスが、前記調整可能なカプラの共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて、前記調整可能なカプラからの結合と符号が反対である結合を生成する、量子カプラ・デバイス。

【請求項11】

前記コンデンサ・デバイスが第１の端子および第２の端子を備え、前記第１の端子および前記第２の端子が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間で交差結合され、前記調整可能なカプラが前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間で直接結合される、請求項１０に記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項12】

前記調整可能なカプラが、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、前記調整可能なカプラが、前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間の結合を制御するように構成される、請求項１０または１１に記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項13】

前記調整可能なカプラが、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、
前記調整可能なカプラが、前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間の第１の結合を制御するように構成され、
前記コンデンサ・デバイスが、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの反対の極性の端子に結合され、
前記コンデンサ・デバイスが、前記第１の結合に対して符号が反対である第２の結合を提供するように構成される、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項14】

前記調整可能なカプラが、前記第１の結合を制御するように構成され、前記コンデンサ・デバイスが、前記第２の結合を提供して前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間のコヒーレントな回転を排除し、それによって、前記第１のキュービットもしくは前記第２の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のキュービットおよび前記第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、前記量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、または前記量子カプラ・デバイスを備える前記量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される、請求項１３に記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項15】

前記調整可能なカプラが、流束調整可能なカプラ、調整可能なカプラ・キュービット、流束調整可能なカプラ・キュービット、調整可能なキュービット、調整可能なバス、または流束調整可能なキュービット・バスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１４のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項16】

前記第１のキュービットまたは前記第２のキュービットのうちの少なくとも１つが、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１５のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項17】

前記コンデンサ・デバイスが、差動コンデンサまたはバイパス・コンデンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１６のいずれかに記載の量子カプラ・デバイス。

【請求項18】

デバイスであって、
第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間の第１の結合を制御するように構成された、第１の調整可能なカプラと、
前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの反対の極性の端子に結合され、前記第１の調整可能なカプラの共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さいこと基づいて、前記第１の結合に対して符号が反対である第２の結合を提供するように構成された、第１のコンデンサ・デバイスと、
前記第２のキュービットおよび第３のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、前記第２のキュービットと前記第３のキュービットとの間の第３の結合を制御するように構成された、第２の調整可能なカプラと、
前記第２のキュービットおよび前記第３のキュービットの反対の極性の端子に結合され、前記第３の結合に対して符号が反対である第４の結合を提供するように構成された、第２のコンデンサ・デバイスと
を備える、デバイス。

【請求項19】

前記第２のコンデンサ・デバイスが、前記第２の調整可能なカプラの共振周波数が前記第２のキュービットと前記第３のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて前記第４の結合を提供する、請求項１８に記載のデバイス。

【請求項20】

前記第１の調整可能なカプラまたは前記第２の調整可能なカプラが、前記第１の結合または前記第３の結合をそれぞれ制御するように構成され、前記第１のコンデンサ・デバイスまたは前記第２のコンデンサ・デバイスが、前記第２の結合または前記第４の結合をそれぞれ提供して前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの間または前記第２のキュービットと前記第３のキュービットとの間のコヒーレントな回転をそれぞれ排除し、それによって、前記第１のキュービット、前記第２のキュービット、もしくは前記第３の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のキュービットおよび前記第２のキュービットもしくは前記第２のキュービットおよび前記第３のキュービットを含む量子ゲートの高速化、前記デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、または前記デバイスを備える前記量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される、請求項１８または１９に記載のデバイス。

【請求項21】

前記第１の調整可能なカプラまたは前記第２の調整可能なカプラのうちの少なくとも１つが、流束調整可能なカプラ、調整可能なカプラ・キュービット、流束調整可能なカプラ・キュービット、調整可能なキュービット、調整可能なバス、または流束調整可能なキュービット・バスのうちの少なくとも１つを含み、
前記第１のキュービット、前記第２のキュービット、または前記第３のキュービットのうちの少なくとも１つが、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・キュービットのうちの少なくとも１つを含み、
前記第１のコンデンサ・デバイスまたは前記第２のコンデンサ・デバイスのうちの少なくとも１つが、差動コンデンサまたはバイパス・コンデンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８ないし２０のいずれかに記載のデバイス。

【請求項22】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムが、第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間の第１の調整可能な結合ならびに前記第２のキュービットおよび第３のキュービットの同じ極性の端子間の第２の調整可能な結合を提供することと、
前記システムが、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットの反対の極性の端子間の第１の容量結合ならびに前記第２のキュービットおよび前記第３のキュービットの反対の極性の端子間の第２の容量結合を提供することと、
前記システムが、前記第１の調整可能な結合に関連する第１の共振周波数および前記第２の調整可能な結合に関連する第２の共振周波数を調整することとを含み、前記第１の容量結合が、前記第１の共振周波数が前記第１のキュービットと前記第２のキュービットとの両方の第３の共振周波数よりも小さい場合に前記第１の調整可能な結合をキャンセルする第１の結合を含み、前記第２の容量結合が、前記第２の共振周波数が前記第２のキュービットと前記第３のキュービットとの両方の第４の共振周波数よりも小さい場合に前記第２の調整可能な結合をキャンセルする第２の結合を含む、方法。

【請求項23】

前記システムが、前記第１の調整可能な結合または前記第２の調整可能な結合のうちの少なくとも１つにそれぞれ基づいて、前記第２のキュービットから前記第１のキュービットを分離すること、または前記第３のキュービットから前記第２のキュービットを分離することのうちの少なくとも１つを行うことをさらに含み、前記第１のキュービット、前記第２のキュービット、または前記第３のキュービットのうちの少なくとも１つが、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・キュービットのうちの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記システムが、前記第１の調整可能な結合または前記第２の調整可能な結合のうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１のキュービット、前記第２のキュービット、または前記第３のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、前記第１のキュービット、前記第２のキュービット、もしくは前記第３のキュービットに関連する量子ゲート誤りの低減、前記第１のキュービットおよび前記第２のキュービットもしくは前記第２のキュービットおよび前記第３のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサの性能の向上、または前記量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることをさらに含む、請求項２２または２３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、量子カプラに関し、より詳細には、量子ビット（キュービット）間の量子ゲートを容易にする量子カプラに関する。

【背景技術】

【0002】

大規模な量子コンピューティング・プロセッサでは、量子ゲートの実行に関与するキュービット間相互作用を生成するために、最近傍のキュービットがともに結合される。相互作用が常にオンである場合、スペクテータ・キュービット（例えば、隣接キュービット）上で意図しないコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方が発生し、結果として、量子計算中にゲート誤りが生じる。このようなコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方は、キュービットの性能を制限しており、現在において量子コンピューティング・プロセッサの進歩を妨げている。隣接キュービット間の結合は、コヒーレントなキュービット誤り、具体的にはＺＺ誤りの主な原因である。

【0003】

いくつかの先行技術では、量子ゲートを実行するために使用されるキュービットに調整可能なカプラを結合することによって、そのようなコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤り（例えば、ＺＺ誤り）あるいはその両方を排除することを試みている。このような先行技術に関する問題は、調整可能なカプラがキュービットの共振周波数を上回る共振周波数で動作するように設計されていることである。キュービットの共振周波数を上回る共振周波数の場合、ＺＺターン・オンが小さくなり、広範囲にわたる離調のために高速ゲートを実現することがより困難になる。

【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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲートを容易にする、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、量子カプラ・デバイスは、第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、第１のキュービットと第２のキュービットとの間の第１の結合を制御するように構成された、調整可能なカプラを備えることができる。量子カプラ・デバイスは、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性の端子に結合され、第１の結合に対して符号が反対である第２の結合を提供するように構成された、コンデンサ・デバイスをさらに備えることができる。このような量子カプラ・デバイスの利点は、このような量子カプラ・デバイスが量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0006】

いくつかの実施形態では、調整可能なカプラは、第１の結合を制御するように構成され、コンデンサ・デバイスは、第２の結合を提供して第１のキュービットと第２のキュービットとの間のコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービットもしくは第２の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のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、または量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される。このような量子カプラ・デバイスの利点は、このような量子カプラ・デバイスが第１のキュービットと第２のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービットまたは第２のキュービットあるいはその両方におけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【0007】

別の実施形態によれば、量子結合の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のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に調整可能な結合を提供することを含むことができる。量子結合のコンピュータ実施方法は、システムによって、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性の端子間に容量結合を提供することをさらに含むことができる。量子結合のコンピュータ実施方法は、システムによって、調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することをさらに含むことができる。調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい場合、容量結合は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する。このような量子結合のコンピュータ実施方法の利点は、このような量子結合のコンピュータ実施方法を実施して、量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0008】

いくつかの実施形態では、上記の量子結合のコンピュータ実施方法は、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい場合、システムによって、調整可能な結合をキャンセルする結合に基づいて、第１のキュービットまたは第２のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービットもしくは第２の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のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサの性能の向上、または量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることをさらに含むことができる。このような量子結合のコンピュータ実施方法の利点は、このような量子結合のコンピュータ実施方法を実施して、第１のキュービットと第２のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービットまたは第２のキュービットあるいはその両方におけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【0009】

別の実施形態によれば、量子カプラ・デバイスは、第１のキュービットと第２のキュービットとの間に結合された調整可能なカプラを備えることができる。量子カプラ・デバイスは、第１のキュービットと第２のキュービットとの間に結合されたコンデンサ・デバイスをさらに備えることができる。コンデンサ・デバイスは、調整可能なカプラの共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて、調整可能なカプラからの結合と符号が反対である結合を生成する。このような量子カプラ・デバイスの利点は、このような量子カプラ・デバイスが量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0010】

いくつかの実施形態では、調整可能なカプラは、第１の結合を制御するように構成され、コンデンサ・デバイスは、第２の結合を提供して第１のキュービットと第２のキュービットとの間のコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービットもしくは第２の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のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、または量子カプラ・デバイスを備える量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される。このような量子カプラ・デバイスの利点は、このような量子カプラ・デバイスが第１のキュービットと第２のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービットまたは第２のキュービットあるいはその両方におけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【0011】

別の実施形態によれば、デバイスは、第１のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、第１のキュービットと第２のキュービットとの間の第１の結合を制御するように構成された、第１の調整可能なカプラを備えることができる。デバイスは、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性の端子に結合され、第１の結合に対して符号が反対である第２の結合を提供するように構成された、第１のコンデンサ・デバイスをさらに備えることができる。デバイスは、第２のキュービットおよび第３のキュービットの同じ極性の端子間に結合され、第２のキュービットと第３のキュービットとの間の第３の結合を制御するように構成された、第２の調整可能なカプラをさらに備えることができる。デバイスは、第２のキュービットおよび第３のキュービットの反対の極性の端子に結合され、第３の結合に対して符号が反対である第４の結合を提供するように構成された、第２のコンデンサ・デバイス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量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0012】

いくつかの実施形態では、第１の調整可能なカプラまたは第２の調整可能なカプラは、第１の結合または第３の結合をそれぞれ制御するように構成され、第１のコンデンサ・デバイスまたは第２のコンデンサ・デバイスは、第２の結合または第４の結合をそれぞれ提供して第１のキュービットと第２のキュービットとの間または第２のキュービットと第３のキュービットとの間のコヒーレントな回転をそれぞれ排除し、それによって、第１のキュービット、第２のキュービット、もしくは第３の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のキュービットおよび第２のキュービットもしくは第２のキュービットおよび第３のキュービットを含む量子ゲートの高速化、デバイスを備える量子プロセッサの性能の向上、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のうちの少なくとも１つを容易にするように構成される。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のキュービットと第２のキュービットとの間の結合または第２のキュービットと第３のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービット、第２のキュービット、または第３のキュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【0013】

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のキュービットおよび第２のキュービットの同じ極性の端子間の第１の調整可能な結合ならびに第２のキュービットおよび第３のキュービットの同じ極性の端子間の第２の調整可能な結合を提供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、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性の端子間の第１の容量結合ならびに第２のキュービットおよび第３のキュービットの反対の極性の端子間の第２の容量結合を提供することをさらに含むことができる。コンピュータ実施方法は、システムによって、第１の調整可能な結合に関連する第１の共振周波数および第２の調整可能な結合に関連する第２の共振周波数を調整することをさらに含むことができる。第１の容量結合は、第１の共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の第３の共振周波数よりも小さい場合に第１の調整可能な結合をキャンセルする第１の結合を含み、第２の容量結合は、第２の共振周波数が第２のキュービットと第３のキュービットとの両方の第４の共振周波数よりも小さい場合に第２の調整可能な結合をキャンセルする第２の結合を含む。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、量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0014】

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の調整可能な結合または第２の調整可能な結合のうちの少なくとも１つに基づいて、第１のキュービット、第２のキュービット、または第３のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービット、第２のキュービット、もしくは第３のキュービットに関連する量子ゲート誤りの低減、第１のキュービットおよび第２のキュービットもしくは第２のキュービットおよび第３のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサの性能の向上、または量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易に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のキュービットと第２のキュービットとの間の結合または第２のキュービットと第３のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービット、第２のキュービット、または第３のキュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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回路図である。

【図2】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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4】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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6】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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7】本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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】

従来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、第１のキュービットと第２のキュービットとの間に結合された調整可能なカプラと、第１のキュービットと第２のキュービットとの間に結合されたコンデンサ・デバイスとを備える量子カプラ・デバイスを使用して第１のキュービットと第２のキュービットとの間の量子ゲート（例えば、制御された位相（Ｃ位相）ゲート）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、コンデンサ・デバイスは、調整可能なカプラの共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットと両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて、調整可能なカプラからの結合と符号が反対である結合を生成する。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、量子ゲートの速度を向上させる（例えば、キュービットでの動作を完了するのにかかる時間を短縮する）ことができることである。

【0020】

いくつかの実施形態では、本開示を実施して、上記の量子カプラ・デバイスを使用して第１のキュービットと第２のキュービットとの間の量子ゲート（例えば、Ｃ位相ゲート）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、調整可能なカプラは、第１の結合を制御するように構成され、コンデンサ・デバイスは、第２の結合を提供して第１のキュービットと第２のキュービットとの間のコヒーレントな回転を排除するように構成される。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のキュービットと第２のキュービットとの間の結合をオフにし、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービットまたは第２のキュービットあるいはその両方におけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除できることである。

【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、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】

量子ゲート － キュービットに対して実行される操作を表すことができる。

【0023】

Ｃ位相 － 制御された位相ゲートを示すことができる。１つのキュービットのＺ回転は、別のキュービットの状態によって定義される。

【0024】

ＺＺ － Ｃ位相ゲートを形成するために使用できる状態依存キュービット相互作用を示すことができる。

【0025】

流束調整可能 － 周波数が磁束に依存しているデバイスを示すことができる。

【0026】

トランズモン － 帯電エネルギーＥｃがジョセフソン・エネルギーＥｊよりはるかに小さいタイプの超伝導キュービット。

【0027】

図１は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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１００の回路図を示す。デバイス１００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１００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超伝導回路（例えば、量子回路）あるいはその両方を備えることができる。デバイス１００は、例えば、上記で定義されたこのような量子デバイス内に実装され得る量子カプラ・デバイスまたは調整可能な量子カプラ・デバイスあるいはその両方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。

【0028】

図１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１００は、（図１ではＱ１と表示された）第１のキュービット１０６ａおよび（図１ではＱ２と表示された）第２のキュービット１０６ｂの同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｂとの間に結合され得る、（図１ではカプラ・キュービットと表示され、図２ではカプラ・キュービット１と表示された）調整可能なカプラ１０２を備えることができる。図１に示す例示的な実施形態において例示された調整可能なカプラ１０２は、超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）１１８（本明細書ではＳＱＵＩＤ１１８と呼ぶ）を備えることができる。図１に示す例示的な実施形態では、ＳＱＵＩＤ１１８は、（図１ではそれぞれＸと表示された）２つのジョセフソン接合１２０ａ、１２０ｂと、コンデンサ１２２ａとを備えることができる。様々な実施形態では、ＳＱＵＩＤ１１８を使用して、（例えば、ＳＱＵＩＤ１１８を通過する磁束を印加することによって）本明細書に記載のように調整可能なカプラ１０２の調整可能性を制御することができる。図１に示す例示的な実施形態において例示された第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂはそれぞれ、（図１ではそれぞれＸと表示された）ジョセフソン接合１２０ｃおよび１２０ｄと、コンデンサ１２２ｂおよび１２２ｃとを備えることができる。

【0029】

図１に示す例示的な実施形態によって例示されるように、調整可能なカプラ１０２は、図１においてそれぞれコンデンサ１０８ａおよびコンデンサ１０８ｂとして視覚的に表された容量結合を介して、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｂとの間で結合され得る。調整可能なカプラ１０２は、流束調整可能なカプラ、調整可能なカプラ・キュービット、流束調整可能なカプラ・キュービット、調整可能なキュービット、調整可能なバス、流束調整可能なキュービット・バス、または別の調整可能なカプラあるいはその組合せを含むがこれらに限定されない調整可能なカプラを備えることができる。第１のキュービット１０６ａまたは第２のキュービット１０６ｂあるいはその両方は、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、調整可能なトランズモン・キュービット、または別のキュービットあるいはその組合せを含むがこれらに限定されないキュービットを含むことができる。

【0030】

図１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１００は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子１０４ａおよび端子１０４ｃに結合することができる、（図１ではバイパス・コンデンサと表示され、図２ではバイパス・コンデンサ１と表示された）コンデンサ・デバイス１１０をさらに備えることができる。図１に示す例示的な実施形態によって例示されるように、コンデンサ・デバイス１１０は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間で交差結合することができる第１の端子１１２ａおよび第２の端子１１２ｂを備えることができ、調整可能なカプラ１０２は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間で直接結合することができる。例えば、図１において例示されるように、コンデンサ・デバイス１１０の第１の端子１１２ａは第１のキュービット１０６ａの端子１０４ａに結合することができ、コンデンサ・デバイス１１０の第２の端子１１２ｂは第２のキュービット１０６ｂの端子１０４ｃに結合することができる。コンデンサ・デバイス１１０は、差動コンデンサ（例えば、トランズモン・キュービットの反対の電圧パドルを接続するコンデンサ）、バイパス・コンデンサ、または別のコンデンサ・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コンデンサ・デバイスを備えることができる。

【0031】

以下では、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に従って実装され得る、コンデンサ・デバイス１１０または図２を参照して後述するデバイス２００の第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその両方に関する設計規則について説明する。様々な実施形態では、調整可能なカプラ１０２または図２を参照して後述するデバイス２００の第２の調整可能なカプラ２０２あるいはその両方が、以下の式（１）によって近似され得る、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間または第２のキュービット１０６ｂと図２を参照して後述するデバイス２００の第３のキュービット２０６との間あるいはその両方の交換相互作用（Ｊ）をもたらすことができることが理解されるべきである。これらの実施形態では、以下に定義される式（１）を採用して、デバイス１００のコンデンサ・デバイス１１０またはデバイス２００の第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその両方の１つまたは複数の設計仕様を推定できることがさらに理解されるべきである。

【0032】

式（１）

【数1】

式中、
ｇ_１およびｇ_２は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂそれぞれと調整可能なカプラ１０２との間の結合、または第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６それぞれと図２を参照して後述するデバイス２００の第２の調整可能なカプラ２０２との間の結合、あるいはその両方を示し、
ω_１およびω_２は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂそれぞれの周波数（例えば、共振周波数）を示し、
ω_ｃは、調整可能なカプラ１０２の周波数を示し、
δ_１およびδ_２は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂそれぞれの非調和性、または第２のキュービット１０６ｂおよび図２を参照して後述するデバイス２００の第３のキュービット２０６の非調和性、あるいはその両方を示す。

【0033】

いくつかの実施形態では、コンデンサ・デバイス１１０または図２を参照して後述するデバイス２００の第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその両方に関連するバイパス容量は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）符号がＪ_１，１の反対であり大きさがＪ_１，１の大きさ以上であるキュービット対キュービット結合を作り出すように設定され得る。例えば、これらの実施形態では、コンデンサ・デバイス１１０または図２を参照して後述するデバイス２００の第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその両方に関連するバイパス容量は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）以下のデバイス・パラメータに基づいて設定され得る。

【0034】

１）キュービットδ_１およびδ_２の非調和性（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂのそれぞれ、または第２のキュービット１０６ｂおよび図２を参照して後述するデバイス２００の第３のキュービット２０６、あるいはその両方の非調和性δ_１およびδ_２）

【0035】

２）キュービットと調整可能なカプラｇ_１およびｇ_２との間の結合（例えば、それぞれ第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂそれぞれと調整可能なカプラ１０２との間、または第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６それぞれと図２を参照して後述するデバイス２００の第２の調整可能なカプラ２０２との間、あるいはその両方の結合ｇ_１およびｇ_２）

【0036】

様々な実施形態では、調整可能なカプラ１０２は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間の第１の結合１１４（例えば、図１には示されていない調整可能な結合）を生成または制御することあるいはその両方を行うように構成され得る。様々な実施形態では、コンデンサ・デバイス１１０は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間の第１の結合１１４に対して符号が反対である第２の結合１１６（例えば、図１には示されていない容量結合）を生成または提供することあるいはその両方を行うように構成され得、第１の結合１１４は、上記のように調整可能なカプラ１０２によって生成または制御されるかあるいはその両方であり得る。これらの実施形態では、コンデンサ・デバイス１１０は、以下で説明するように、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数よりも小さいことに基づいて、第２の結合１１６を生成または提供することあるいはその両方が可能である。例えば、これらの実施形態では、コンデンサ・デバイス１１０は、以下で説明するように、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さいことに基づいて、第２の結合１１６を生成または提供することあるいはその両方が可能であり、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂのそのような共振周波数は、同じであるかまたは異なり得る。

【0037】

例示的な実施形態では、図１には示されていないが、デバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せは、デバイス１００の外部にあり得るパルス発生器デバイスに結合することができる。例えば、例示的な一実施形態では、デバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せは、デバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０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）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、このようなパルス発生器デバイスは、デバイス１００の外部にあり得る。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）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）そのようなパルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）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り、それによって、パルス発生器デバイスは、デバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０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）を送信または受信することあるいはその両方が可能になる。

【0038】

引き続き上記の例示的な実施形態を続けると、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｂとの間の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）を提供することができる。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、コンデンサ・デバイス１１０は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｃとの間の容量結合（例えば、第２の結合１１６）を提供することができる。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２はさらに、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）に関連する共振周波数を調整することができ、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、容量結合（例えば、第２の結合１１６）は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する。

【0039】

引き続き上記の例示的な実施形態を続けると、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、デバイス１００は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間で量子ゲートを実行することを容易にすることができる。例えば、図３を参照して後述するように、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２は、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）に関連する共振周波数を、その共振周波数が第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの共振周波数に近づくように調整し、ＺＺを増加させることができる。

【0040】

様々な実施形態では、調整可能なカプラ１０２は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）第１の結合１１４を制御するように構成され得、コンデンサ・デバイス１１０は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）第２の結合１１６を提供して第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、または（図１には示されていない）隣接キュービット１０６ｃあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤り（例えば、ＺＺ誤り）あるいはその両方を排除するように構成され得る。これらの実施形態では、そのような隣接キュービット１０６ｃは、第１のキュービット１０６ａまたは第２のキュービット１０６ｂあるいはその両方に隣接する位置でデバイス１００上に形成され得るキュービットを含むことができる。これらの実施形態では、上記のように、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）から（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルス（例えば、マイクロ波パルス）を受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０は、第２のキュービット１０６ｂから第１のキュービット１０６ａを分離すること、ならびに／または第１のキュービット１０６ａおよび／もしくは第２のキュービット１０６ｂから隣接キュービット１０６ｃを分離することができる。これらの実施形態では、調整可能な結合に関連する共振周波数（例えば、調整可能なカプラ１０２に関連する共振周波数）が、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０は、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）をキャンセルすることができる上記の容量結合（例えば、第２の結合１１６）に基づいて（例えば、それを使用して）、第２のキュービット１０６ｂから第１のキュービット１０６ａを分離すること、ならびに／または第１のキュービット１０６ａおよび／もしくは第２のキュービット１０６ｂから隣接キュービット１０６ｃを分離することができる。これらの実施形態では、このような第２のキュービット１０６ｂからの第１のキュービット１０６ａの分離ならびに／または第１のキュービット１０６ａおよび／もしくは第２のキュービット１０６ｂからの隣接キュービット１０６ｃの分離に基づいて、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０は、それによって、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、または隣接キュービット１０６ｃあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤り（例えば、ＺＺ誤り）あるいはその両方を排除することができる。これらの実施形態では、コヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方のこのような排除に基づいて、デバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せは、それによって、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、または隣接キュービット１０６ｃあるいはその組合せに関連する量子ゲート誤りの低減、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂを含む量子ゲートの高速化、（例えば、量子カプラ・デバイスを備えることができる）デバイス１００を備える量子プロセッサの性能の向上、または、デバイス１００を備えるそのような量子プロセッサの忠実度の向上、あるいはその組合せを容易にすることができる。

【0041】

図２は、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態による、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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２００の回路図を示す。デバイス２００は、デバイス１００の例示的で非限定的な代替実施形態を含むことができ、デバイス２００は、第２のキュービット１０６ｂに結合され、かつ追加のキュービットにさらに結合された、追加の調整可能なカプラおよび追加のコンデンサ・デバイスを含むことができる。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。

【0042】

図２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２００は、第２のキュービット１０６ｂおよび（図２ではＱ３と表示された）第３のキュービット２０６の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子２０４ａと端子２０４ｂとの間に結合され得る、（図２ではカプラ・キュービット２と表示された）第２の調整可能なカプラ２０２を備えることができる。図２に示す例示的な実施形態において例示された第２の調整可能なカプラ２０２は、超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）２２０（本明細書ではＳＱＵＩＤ２２０と呼ぶ）を備えることができる。図２に示す例示的な実施形態では、ＳＱＵＩＤ２２０は、（図２ではそれぞれＸと表示された）２つのジョセフソン接合２２２ａ、２２２ｂと、コンデンサ２２４ａとを備えることができる。様々な実施形態では、ＳＱＵＩＤ２２０を使用して、（例えば、ＳＱＵＩＤ２２０を通過する磁束を印加することによって）本明細書に記載のように第２の調整可能なカプラ２０２の調整可能性を制御することができる。図２に示す例示的な実施形態において例示された第３のキュービット２０６は、（図２ではＸと表示された）ジョセフソン接合２２２ｃと、コンデンサ２２４ｂとを備えることができる。

【0043】

図２に示す例示的な実施形態によって例示されるように、調整可能なカプラ２０２は、図２においてそれぞれコンデンサ２０８ａおよびコンデンサ２０８ｂとして視覚的に表された容量結合を介して、第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子２０４ａと端子２０４ｂとの間で結合され得る。第２の調整可能なカプラ２０２は、流束調整可能なカプラ、調整可能なカプラ・キュービット、流束調整可能なカプラ・キュービット、調整可能なキュービット、調整可能なバス、流束調整可能なキュービット・バス、または別の調整可能なカプラあるいはその組合せを含むがこれらに限定されない調整可能なカプラを備えることができる。第３のキュービット２０６は、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、調整可能なトランズモン・キュービット、または別のキュービットあるいはその組合せを含むがこれらに限定されないキュービットを含むことができる。

【0044】

図２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２００は、第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６の反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子２０４ａおよび端子２０４ｃに結合することができる、（図２ではバイパス・コンデンサ２と表示された）第２のコンデンサ・デバイス２１０をさらに備えることができる。図２に示す例示的な実施形態によって例示されるように、第２のコンデンサ・デバイス２１０は、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との間で交差結合することができる、第１の端子２１２ａおよび第２の端子２１２ｂを備えることができ、第２の調整可能なカプラ２０２は、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との間で直接結合することができる。例えば、図２において例示されるように、第２のコンデンサ・デバイス２１０の第１の端子２１２ａは第２のキュービット１０６ｂの端子２０４ａに結合することができ、第２のコンデンサ・デバイス２１０の第２の端子２１２ｂは第３のキュービット２０６の端子２０４ｃに結合することができる。第２のコンデンサ・デバイス２１０は、差動コンデンサ（例えば、トランズモン・キュービットの反対の電圧パドルを接続するコンデンサ）、バイパス・コンデンサ、または別のコンデンサ・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コンデンサ・デバイスを備えることができる。

【0045】

様々な実施形態では、第２の調整可能なカプラ２０２は、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との間の第３の結合２１４（例えば、図２には示されていない第２の調整可能な結合）を生成または制御することあるいはその両方を行うように構成され得る。様々な実施形態において、第２のコンデンサ・デバイス２１０は、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との間の第３の結合２１４に対して符号が反対である第４の結合２１６（例えば、図２には示されていない第２の容量結合）を生成または提供することあるいはその両方を行うように構成され、第３の結合２１４は、上述のように第２の調整可能なカプラ２０２によって生成または制御されるかあるいはその両方であり得る。これらの実施形態では、第２のコンデンサ・デバイス２１０は、以下で説明するように第１の調整可能なカプラ２０２の共振周波数が第２のキュービット１０６ｂまたは第３のキュービット２０６あるいはその両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さく、第３キュービット２０６の共振周波数よりも小さい）ことに基づいて、第４の結合２１６を生成または提供することあるいはその両方が可能である。

【0046】

例示的な実施形態では、図２には示されていないが、デバイス２００、調整可能なカプラ１０２、コンデンサ・デバイス１１０、第２の調整可能なカプラ２０２、または第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその組合せは、デバイス２００の外部にあり得るとともに、デバイス２００、調整可能なカプラ１０２、コンデンサ・デバイス１１０、第２の調整可能なカプラ２０２、または第２のコンデンサ・デバイス２１０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）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。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）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）そのようなパルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）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り、それによって、パルス発生器デバイスは、デバイス２００、調整可能なカプラ１０２、コンデンサ・デバイス１１０、第２の調整可能なカプラ２０２、または第２のコンデンサ・デバイス２１０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）を送信または受信することあるいはその両方が可能になる。

【0047】

引き続き上記の例示的な実施形態を続けると、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｂとの間の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）を提供することができ、または、第２の調整可能なカプラ２０２は、第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子２０４ａと端子２０４ｂとの間に第２の調整可能な結合（例えば、第３の結合２１４）を提供することができ、あるいはその両方である。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、コンデンサ・デバイス１１０は、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子１０４ａと端子１０４ｃとの間の容量結合（例えば、第２の結合１１６）を提供することができ、または、第２のコンデンサ・デバイス２１０は、第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６の反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子２０４ａと端子２０４ｃとの間に第２の容量結合（例えば、第４の結合２１６）を提供することができ、あるいはその両方である。この例示的な実施形態では、このようなパルス発生器デバイスから（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルスを受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２はさらに、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）に関連する共振周波数を調整することができ、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、容量結合（例えば、第２の結合１１６）は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成し、または、第２の調整可能なカプラ２０２はさらに、第２の調整可能な結合（例えば、第３の結合２１４）に関連する共振周波数を調整することができ、第２の調整可能な結合に関連する共振周波数が、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さく、第３のキュービット２０６の共振周波数よりも小さい）場合、第２の容量結合（例えば、第４の結合２１６）は、第２の調整可能な結合をキャンセルする結合を生成し、あるいはその両方である。

【0048】

様々な実施形態において、調整可能なカプラ１０２または第２の調整可能なカプラ２０２は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）第１の結合１１４または第３の結合２１４をそれぞれ制御するように構成され得、コンデンサ・デバイス１１０または第２のコンデンサ・デバイス２１０は、（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介して）第２の結合１１６または第４の結合２１６をそれぞれ提供して第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、第３のキュービット２０６、または隣接キュービット２１８（図２には図示せず）あるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤り（例えば、ＺＺ誤り）あるいはその両方を排除するように構成され得る。これらの実施形態では、このような隣接キュービット２１８は、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、または第３のキュービット２０６あるいはその組合せに隣接する位置でデバイス２００上に形成され得るキュービットを含むことができる。

【0049】

これらの実施形態では、上記のように、パルス発生器デバイス（例えば、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）から（例えば、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４などを介して）パルス（例えば、マイクロ波パルス）を受信したことに基づいて、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０は、第２のキュービット１０６ｂから第１のキュービット１０６ａを分離すること、ならびに／または第１のキュービット１０６ａおよび／もしくは第２のキュービット１０６ｂから隣接キュービット２１８を分離することができる。これらの実施形態では、上記のように、そのようなパルス発生器デバイスからそのようなパルスを受信したことに基づいて、第２の調整可能なカプラ２０２および第２のコンデンサ・デバイス２１０は、第３のキュービット２０６から第２のキュービット１０６ｂを分離すること、ならびに／または第２のキュービット１０６ｂおよび／もしくは第３のキュービット２０６から隣接キュービット２１８分離することができる。

【0050】

これらの実施形態では、上記のように、そのようなパルス発生器デバイスからそのようなパルスを受信したことに基づいて、調整可能な結合に関連する共振周波数（例えば、調整可能なカプラ１０２に関連する共振周波数）が、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０は、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）をキャンセルすることができる上記の容量結合（例えば、第２の結合１１６）に基づいて（例えば、それを使用して）、第２のキュービット１０６ｂから第１のキュービット１０６ａを分離すること、ならびに／または第１のキュービット１０６ａおよび／もしくは第２のキュービット１０６ｂから隣接キュービット１０６ｃを分離することができる。これらの実施形態では、上記のように、そのようなパルス発生器デバイスからそのようなパルスを受信したことに基づいて、第２の調整可能な結合に関連する共振周波数（例えば、第２の調整可能なカプラ２０２に関連する共振周波数）が、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さく、第３のキュービット２０６の共振周波数よりも小さい）場合、第２の調整可能なカプラ２０２および第２のコンデンサ・デバイス２１０は、第２の調整可能な結合（例えば、第３の結合２１４）をキャンセルすることができる上記の第２の容量結合（例えば、第４の結合２１６）に基づいて（例えば、それを使用して）、第３のキュービット２０６から第２のキュービット１０６ｂを分離すること、ならびに／または第２のキュービット１０６ｂおよび／もしくは第３のキュービット２０６から隣接キュービット２１８を分離することができる。

【0051】

これらの実施形態では、このような第２のキュービット１０６ｂからの第１のキュービット１０６ａの分離、第３のキュービット２０６からの第２のキュービット１０６ｂの分離、ならびに／または第２のキュービット１０６ｂおよび／もしくは第３のキュービット２０６からの隣接キュービット２１８の分離に基づいて、調整可能なカプラ１０２およびコンデンサ・デバイス１１０、または第２の調整可能なカプラ２０２および第２のコンデンサ・デバイス２１０、あるいはその両方は、それによって、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、第３のキュービット２０６、または隣接キュービット２１８あるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤り（例えば、ＺＺ誤り）あるいはその両方を排除することができる。これらの実施形態では、これらの実施形態では、コヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方のこのような排除に基づいて、デバイス２００、調整可能なカプラ１０２、コンデンサ・デバイス１１０、第２の調整可能なカプラ２０２、または第２のコンデンサ・デバイス２１０あるいはその組合せは、それによって、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、第３のキュービット２０６、または隣接キュービット２１８あるいはその組合せに関連する量子ゲート誤りの低減、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂもしくは第２のキュービット１０６ｂおよび第３のキュービット２０６を含む量子ゲートの高速化、（例えば、量子カプラ・デバイスを備えることができる）デバイス２００を備える量子プロセッサの性能の向上、または、デバイス２００を備えるそのような量子プロセッサの忠実度の向上、あるいはその組合せを容易にすることができる。

【0052】

例示的な実施形態では、デバイス２００の動作中、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間で量子ゲートを実行するために、調整可能なカプラ１０２はオンにパルス（pulse on）され得るが、第２の調整可能なカプラ２０２はオフ状態のままである。逆に、この例示的な実施形態では、デバイス２００の動作中、第２のキュービット１０６ｂと第３のキュービット２０６との間で量子ゲートを実行するために、第２の調整可能なカプラ２０２はオンにパルスされ得るが、調整可能なカプラ１０２はオフ状態のままである。一例では、より多くのキュービット（例えば、４つ以上のキュービット、図示せず）を含むことができるデバイス２００の非限定的な代替実施形態では、２キュービット量子ゲートがそれらの間で実行され得るキュービットの各対は、それら自体のカプラ・キュービット（例えば、調整可能なカプラ１０２または第２の調整可能なカプラ２０２）と、バイパス・コンデンサ（例えば、コンデンサ・デバイス１１０または第２のコンデンサ・デバイス２１０）とを有することができる。デバイス２００のこの例示的で非限定的な代替実施形態では、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１００、デバイス２００など）のうちの１つまたは複数は、ある一定数（例えば、４つ以上）のキュービットに対応するように、または様々なトポロジ（例えば、様々な超伝導回路トポロジ）に対応するように、あるいはその両方であるように一般化（例えば、スケーリング）され得る。

【0053】

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１００、２００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１００、２００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。

【0054】

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１００、２００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１００、２００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。

【0055】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲートを容易にすることができる例示的で非限定的なグラフ３００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。

【0056】

グラフ３００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３００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、それぞれ図５および図６を参照して後述するコンピュータ実施方法５００またはコンピュータ実施方法６００あるいはその両方）に従ってデバイス１００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。この例では、図３において例示されるように、グラフ３００は、デバイス１００を実施することから得られた結果データの３次元（３Ｄ）グラフを含むことができ、この３次元（３Ｄ）グラフは、次のようにプロットされ得る。Ｙ軸（例えば、グラフ３００の縦軸）は、メガヘルツ（ＭＨｚ）で表されたキュービット離調であり、ｘ軸（例えば、グラフ３００の横軸）は、デバイス１００のＳＱＵＩＤ１１８を通過する磁束によって制御され、ギガヘルツ（ＧＨｚ）で表され得る（図３ではバス周波数と表示された）調整可能なカプラ１０２の周波数であり、Ｚ軸（例えば、ページの内外に延在するグラフ３００の軸）は、図３に示すＺＺ凡例によって示されるように１ｋＨｚから１ＭＨｚまでの範囲の周波数に対応する、様々なグレーの網掛けによって表されたＺＺ相互作用周波数である。

【0057】

例示的な実施形態では、グラフ３００を作成するために、以下のパラメータ、すなわち
第１のキュービット１０６ａの周波数＝５ＧＨｚ、
第２のキュービット１０６ｂの周波数＝５ＧＨｚ＋離調、
第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂと調整可能なカプラ１０２との間の結合＝６０メガヘルツＭＨｚ、および
第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間の直接結合＝－２ＭＨｚ
を使用して、デバイス１００を量子化することができる。

【0058】

例示的な実施形態では、グラフ３００を生成するために、上記で定義されたパラメータを使用してデバイス１００を量子化することができ、周波数および調整可能なカプラ１０２の離調は変動し得る。この例示的な実施形態では、周波数および調整可能なカプラ１０２の離調のこのような変動に基づいて、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用を算出することができる。この例示的な実施形態では、図３に示すグラフ３００によって例示されるように、調整可能なカプラ１０２の周波数＝３．５ＧＨｚに近い領域３０２は、ＺＺ相互作用が比較的小さい場所であり、調整可能なカプラ１０２がオフである動作点を表すことができる。この例示的な実施形態では、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間に２キュービット・ゲートを形成するために、調整可能なカプラ１０２の周波数を比較的大きい値（例えば、５ＧＨｚ）まで増加させることができる。例えば、この例示的な実施形態では、ＳＱＵＩＤ１１８を通過する磁束を印加することによって（例えば、図１を参照して上述したように、コンピュータ１０１２、システム・メモリ１０１６、処理ユニット１０１４、ＡＷＧ、ＶＮＡなどを介してパルスを提供することによって）、調整可能なカプラ１０２の周波数を制御すること（例えば、増加させること、減少させることなど）ができる。

【0059】

グラフ３００の例示的で非限定的な代替実施形態は、グラフ３００全体に延在する平面の２次元表現を含むことができ、このような平面は、図３に示す線３０４に沿って画定され得る。例えば、図４に例示された後述するグラフ４００は、グラフ３００のそのような例示的で非限定的な代替実施形態を含むことができ、グラフ４００は、図３に示す線３０４に沿って画定され得るグラフ３００全体に延在するそのような平面の２次元側面図を含むことができる。

【0060】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲートを容易にすることができる例示的で非限定的な情報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。

【0061】

上記のように、グラフ４００は、グラフ３００の例示的な非限定的な代替実施形態を含むことができ、グラフ４００は、図３に示す線３０４に沿って画定され得るグラフ３００全体に延在する平面の２次元側面図を含むことができる。図４に示す例示的な実施形態において例示されるように、グラフ４００は、デバイス・パラメータの所与のセット（例えば、図３を参照して上記で定義されたデバイス・パラメータ）についての第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用強度を示す。この例示的な実施形態では、そのようなＺＺ相互作用強度値は、グラフ４００のＹ軸（例えば、縦軸）にプロットされ、グラフ４００のＸ軸（例えば、横軸）に沿ってプロットされた調整可能なカプラ１０２の（Ｆバス（ＧＨｚ）と表示された）様々な流束パルス値に対応する。図４に示す例示的な実施形態では、グラフ４００は、後述する量子ゲート・シーケンスを実施する際にデバイス１００（例えば、調整可能なカプラ１０２、コンデンサ・デバイス１１０など）に印加され得る各流束パルスの持続時間を示す対応する時間グラフ４０２を有することができる。

【0062】

量子ゲート・シーケンス

【0063】

図３を参照して上述したように、ＺＺ相互作用をオンおよびオフにすることができる調整可能なカプラ１０２にパルスを提供することによって、デバイス１００を実施すること（例えば、量子化すること、シミュレートすることなど）ができ、そのような実施から得られた結果データは、図３および図４に示すグラフ３００、グラフ４００、または時間グラフ４０２あるいはその組合せとしてプロットされ得る。図４に例示されたグラフ４００および時間グラフ４０２の例示的な実施形態では、（例えば、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間の）量子ゲート・シーケンスの第１のステップは、グラフ４００および時間グラフ４０２において数字１によって示されている。この例示的な実施形態では、そのような量子ゲート・シーケンスのステップ１において、（例えば、調整可能なバスを備えることができる）調整可能なカプラ１０２の周波数（例えば、共振周波数）は、ＺＺ相互作用が無視できる程度である（例えば、流束パルスが３．７５ＧＨｚの場合、対応するＺＺ相互作用強度が約１０^－５ＭＨｚである）ように設定され得る。この例示的な実施形態では、そのような量子ゲート・シーケンスの第２のステップは、グラフ４００および時間グラフ４０２において数字２によって示されている。この例示的な実施形態では、そのような量子ゲート・シーケンスのステップ２において、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用をオンにするために、調整可能なカプラ１０２の周波数（例えば、共振周波数）を流束パルス（例えば、４．５０ＧＨｚ）によって調整することができる。この例示的な実施形態では、そのような量子ゲート・シーケンスの第３のステップは、グラフ４００および時間グラフ４０２において数字３によって示されている。この例示的な実施形態では、そのような量子ゲート・シーケンスのステップ３において、流束パルスが終了した後、調整可能なカプラ１０２の周波数（例えば、共振周波数）はオフ位置に戻され、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用は、再び無視できる程度となる。

【0064】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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。

【0065】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００など）は、第１のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａ）および第２のキュービット（例えば、第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性の端子間に調整可能な結合を提供することができ、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性の端子間に容量結合を提供することができ、または調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することができ、あるいはその組合せを行うことができ、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい場合、容量結合は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する。この例では、調整可能な結合のそのようなキャンセル（例えば、ゼロ設定、オフセット、ネゲートなど）に基づいて、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１００、デバイス２００など）は、それによって、量子計算中にゲート誤りを引き起こす第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービット（例えば、隣接キュービット１０６ｃ）あるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除することができる。この例では、第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方のそのような排除に基づいて、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１００、デバイス２００など）は、それによって、第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せに関連する量子ゲート誤りの低減、第１のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサ（例えば、デバイス１００もしくはデバイス２００を含む量子プロセッサ）の性能の向上、または量子プロセッサの忠実度の向上、あるいはその組合せを容易にすることができる。

【0066】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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１００またはデバイス２００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、上記のように、調整可能な結合をキャンセル（例えば、ゼロ設定、オフセット、ネゲートなど）し、第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除することによって、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１００、デバイス２００など）のうちの１つまたは複数は、それによって、第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せに関連する量子ゲート誤りの低減、または第１のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、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の低減またはそのような量子ゲートの高速化あるいはその両方によって、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１００、デバイス２００など）のうちの１つまたは複数は、量子プロセッサ（例えば、デバイス１００またはデバイス２００を含み、量子ゲートを実行する量子プロセッサ）の性能の向上、またはそのような量子プロセッサの忠実度の向上、あるいはその両方を容易にすることができる。

【0067】

上記のような、調整可能な結合のキャンセル、および第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方の排除に基づけば、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１００、デバイス２００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、医学など）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、忠実度を向上させてより迅速にかつより効率的に計算できることである。上記のような、調整可能な結合のキャンセル、および第１のキュービット、第２のキュービット、または隣接キュービットあるいはその組合せにおけるコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方の排除に基づけば、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１００、デバイス２００など）のうちの１つまたは複数の実際の適用は、例えば、それらを量子プロセッサ（例えば、デバイス１００またはデバイス２００を備える量子プロセッサ）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。

【0068】

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１００、デバイス２００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様々な実施形態（例えば、デバイス１００、デバイス２００など）は、量子計算中にゲート誤りが生じる結果となる、スペクテータ・キュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａ、第２のキュービット１０６ｂ、または隣接キュービット１０６ｃあるいはその組合せ）で発生する意図しないコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除するための新しい手法を提供する。この例では、意図しないコヒーレントな回転またはコヒーレントなキュービット誤りあるいはその両方を排除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（例えば、デバイス１００、デバイス２００など）のうちの１つまたは複数を含む量子プロセッサを使用して、忠実度が向上したより高速でかつより効率的な量子計算を可能にすることができる。

【0069】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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。

【0070】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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。

【0071】

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１００、デバイス２００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１００、デバイス２００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１００またはデバイス２００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。

【0072】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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５００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。

【0073】

５０２において、コンピュータ実施方法５００は、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、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステム）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｂとの）間の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）を提供することを含むことができる。

【0074】

５０４において、コンピュータ実施方法５００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｃとの）間の容量結合（例えば、第２の結合１１６）を提供することを含むことができる。

【0075】

５０６において、コンピュータ実施方法５００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することを含むことができ、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、容量結合は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する。

【0076】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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６００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。

【0077】

６０２において、コンピュータ実施方法６００は、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、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステム）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｂとの）間の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）を提供することを含むことができる。

【0078】

６０４において、コンピュータ実施方法６００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｃとの）間の容量結合（例えば、第２の結合１１６）を提供することを含むことができる。

【0079】

６０６において、コンピュータ実施方法６００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することを含むことができ、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、容量結合は、調整可能な結合をキャンセルする結合を生成する。

【0080】

６０８において、コンピュータ実施方法６００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合、調整可能な結合をキャンセルする結合に基づいて第２のキュービットから第１のキュービットを分離することを含むことができる。

【0081】

６１０において、コンピュータ実施方法６００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、調整可能な結合に関連する共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の共振周波数よりも小さい場合、調整可能な結合をキャンセルする結合に基づいて第１のキュービットまたは第２のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービットもしくは第２の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のキュービットおよび第２のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサ（例えば、量子カプラ・デバイスを備えることができるデバイス１００を備える量子プロセッサ）の性能の向上、または量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることを含むことができる。

【0082】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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。

【0083】

７０２において、コンピュータ実施方法７００は、プロセッサ（例えば、処理ユニット１０１４）に動作可能に結合されたシステム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステム）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｂとの）間の第１の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）と、第２のキュービットおよび第３のキュービット（例えば、第３のキュービット２０６）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子２０４ａと端子２０４ｂとの）間の第２の調整可能な結合（例えば、第３の結合２１４）とを提供することを含むことができる。

【0084】

７０４において、コンピュータ実施方法７００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｃとの）間の第１の容量結合（例えば、第２の結合１１６）と、第２のキュービットおよび第３のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子２０４ａと端子２０４ｃとの）間の第２の容量結合（例えば、第４の結合２１６）とを提供することを含むことができる。

【0085】

７０６において、コンピュータ実施方法７００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１の調整可能な結合に関連する第１の共振周波数および第２の調整可能な結合に関連する第２の共振周波数を調整することを含むことができ、第１の容量結合は、第１の共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の第３の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合に第１の調整可能な結合をキャンセルする第１の結合を含み、第２の容量結合は、第２の共振周波数が第２のキュービットと第３のキュービットとの両方の第４の共振周波数よりも小さい（例えば、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さく、第３のキュービット２０６の共振周波数よりも小さい）場合に第２の調整可能な結合をキャンセルする第２の結合を含む。

【0086】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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。

【0087】

８０２において、コンピュータ実施方法８００は、プロセッサ（例えば、処理ユニット１０１４）に動作可能に結合されたシステム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステム）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｂとの）間の第１の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）と、第２のキュービットおよび第３のキュービット（例えば、第３のキュービット２０６）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子２０４ａと端子２０４ｂとの）間の第２の調整可能な結合（例えば、第３の結合２１４）とを提供することを含むことができる。

【0088】

８０４において、コンピュータ実施方法８００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｃとの）間の第１の容量結合（例えば、第２の結合１１６）と、第２のキュービットおよび第３のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子２０４ａと端子２０４ｃとの）間の第２の容量結合（例えば、第４の結合２１６）とを提供することを含むことができる。

【0089】

８０６において、コンピュータ実施方法８００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１の調整可能な結合に関連する第１の共振周波数および第２の調整可能な結合に関連する第２の共振周波数を調整することを含むことができ、第１の容量結合は、第１の共振周波数が第１のキュービットと第２のキュービットとの両方の第３の共振周波数よりも小さい（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数よりも小さく、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さい）場合に第１の調整可能な結合をキャンセルする第１の結合を含み、第２の容量結合は、第２の共振周波数が第２のキュービットと第３のキュービットとの両方の第４の共振周波数よりも小さい（例えば、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数よりも小さく、第３のキュービット２０６の共振周波数よりも小さい）場合に第２の調整可能な結合をキャンセルする第２の結合を含む。

【0090】

８０８において、コンピュータ実施方法８００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１の調整可能な結合または第２の調整可能な結合のうちの少なくとも１つにそれぞれ基づいて、第２のキュービットから第１のキュービットを分離すること、または第３のキュービットから第２のキュービットを分離することのうちの少なくとも１つを行うことを含むことができ、第１のキュービット、第２のキュービット、または第３のキュービットのうちの少なくとも１つは、固定周波数キュービット、調整可能なキュービット、トランズモン・キュービット、固定周波数トランズモン・キュービット、または調整可能なトランズモン・キュービットのうちの少なくとも１つを含む。

【0091】

８１０において、コンピュータ実施方法８００は、システム（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合されたコンピュータ１０１２）によって、第１の調整可能な結合または第２の調整可能な結合のうちの少なくとも１つに基づいて、第１のキュービット、第２のキュービット、または第３のキュービットのうちの少なくとも１つにおけるコヒーレントな回転を排除し、それによって、第１のキュービット、第２のキュービット、または第３の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のキュービットおよび第２のキュービットもしくは第２のキュービットおよび第３のキュービットを含む量子ゲートの高速化、量子プロセッサ（例えば、量子カプラ・デバイスを備えることができるデバイス２００を備える量子プロセッサ）の性能の向上、または量子プロセッサの忠実度の向上のうちの少なくとも１つを容易にすることを含むことができる。

【0092】

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、調整可能なカプラおよびコンデンサ・デバイスを使用してキュービット間の量子ゲート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。

【0093】

９０２において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）第１のキュービットおよび第２のキュービット（例えば、第１のキュービット１０６ａおよび第２のキュービット１０６ｂ）の同じ極性（例えば、正（＋）または負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｂとの）間の調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）を提供することを含むことができる。

【0094】

９０４において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）第１のキュービットおよび第２のキュービットの反対の極性（例えば、正（＋）および負（－））の端子（例えば、端子１０４ａと端子１０４ｃとの）間の容量結合（例えば、第２の結合１１６）を提供することを含むことができる。

【0095】

９０６において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）調整可能な結合に関連する共振周波数（例えば、調整可能なカプラ１０２によって生成または制御されるかあるいはその両方であり得る第１の結合１１４に関連する共振周波数）を調整することを含むことができる。例えば、図１、図３、および図４に示す上記の例示的な実施形態を参照すると、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数を上回るように、その両方の共振周波数にあるように、またはその両方の共振周波数を下回る（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数を上回るように、その共振周波数にある、またはその共振周波数を下回る、および第２のキュービット１０６ｂの共振周波数を上回るように、その共振周波数にある、またはその共振周波数を下回る）ように、調整可能なカプラ１０２の共振周波数の調整を可能にすることができる磁束が、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）調整可能なカプラ１０２に提供され得る。

【0096】

９０８において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用がオンになっているかどうかを判定することを含むことができる。例えば、図１、図３、および図４に示す上記の例示的な実施形態を参照すると、調整可能なカプラ１０２に関連する共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数を上回るか下回るかは、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用の強度に対応することができる（例えば、上回る－ＺＺがオンになっている場合に対応する、下回る－ＺＺがオフになっている場合に対応する）。したがって、これらの例示的な実施形態では、ＺＺ相互作用がオンになっているかどうかに関する判定は、グラフ３００、グラフ４００、または時間グラフ４０２あるいはその両方を使用して実行され得る。これらの例示的な実施形態では、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数を上回る（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数を上回り、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数を上回る）場合、容量結合（例えば、第２の結合１１６）は、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）をキャンセルせず（例えば、ゼロ設定、ネゲート、オフセットなどをせず）、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間で量子ゲートを実行できる点まで増加させた流束パルスを印加することによって、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用を増加させることができる（例えば、図４のグラフ４００によって例示されるように、４．５０ＧＨｚの流束パルスでは、対応するＺＺ相互作用強度は約１０^－０．５ＭＨｚである）。

【0097】

９０８において、第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用がオンになってい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、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）第１のキュービットと第２のキュービットとの間の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１、図３、および図４に示す上記の例示的な実施形態を参照すると、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数を上回る（例えば、図４のグラフ４００によって例示されるように４．５０ＧＨｚの流束パルスにおいて、第１のキュービット１０６ａの共振周波数を上回り、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数を上回る）点まで調整されると、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用の対応する強度は、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間の量子ゲートの実行を可能にすることができる。

【0098】

９１２において、コンピュータ実施方法９００は、（例えば、ＡＷＧまたはＶＮＡあるいはその両方に結合され、さらにデバイス１００、調整可能なカプラ１０２、またはコンデンサ・デバイス１１０あるいはその組合せに結合され得るコンピュータ１０１２を含むシステムを介して）調整可能な結合に関連する共振周波数をして、第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用をオフにすることを含むことができる。例えば、図１、図３、および図４に示す上記の例示的な実施形態では、調整可能なカプラ１０２の共振周波数が、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの両方の共振周波数を下回る（例えば、第１のキュービット１０６ａの共振周波数を下回り、第２のキュービット１０６ｂの共振周波数を下回る）場合、容量結合（例えば、第２の結合１１６）は、調整可能な結合（例えば、第１の結合１１４）をキャンセルする（例えば、ゼロ設定、ネゲート、オフセットなどをする）ことができ、その時点で、第１のキュービット１０６ａと第２のキュービット１０６ｂとの間のＺＺ相互作用は無視できる程度であり、したがって、実質上オフになる（例えば、図４のグラフ４００によって例示されるように、３．７５ＧＨｚの流束パルスでは、対応するＺＺ相互作用強度は約１０^－５ＭＨｚである）。

【0099】

９０８において、第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用がオンになってい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に戻り、調整可能な結合に関連する共振周波数を調整することを含むことができる。様々な実施形態では、コンピュータ実施方法９００の動作９０６および動作９０８は、第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用がオンになるまで繰り返すことができる。これらの実施形態では、第１のキュービットと第２のキュービットとの間のＺＺ相互作用がオンになるまで動作９０６および動作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および動作９１２に進むことができる。

【0100】

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１００またはデバイス２００あるいはその組合せを製造するために実施され得る、図１および図２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５～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５００、６００、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。

【0101】

デバイス１００またはデバイス２００あるいはその組合せを製造するために実施され得る、図１および図２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１および図２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１および図２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。

【0102】

別の例では、図５～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５００、６００、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、ＡＷＧ、ＶＮＡなど）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５～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５００、６００、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。

【0103】

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。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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。

【0107】

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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

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。

【0111】

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。

【0112】

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。

【0113】

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。

【0114】

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。

【0115】

「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。

【0116】

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。

【0117】

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1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】