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特表2023-554256量子コンピューティング装置のキュービットユニットコンポーネントのためのセミアクティブな磁気遮蔽
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-27
(54)【発明の名称】量子コンピューティング装置のキュービットユニットコンポーネントのためのセミアクティブな磁気遮蔽
(51)【国際特許分類】
H10N 60/00 20230101AFI20231220BHJP
H10N 60/12 20230101ALI20231220BHJP
H10N 60/10 20230101ALI20231220BHJP
G06N 10/40 20220101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
H10N60/00 S
H10N60/12 Z ZAA
H10N60/10 K
G06N10/40
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023533784
(86)(22)【出願日】2021-12-21
(85)【翻訳文提出日】2023-06-01
(86)【国際出願番号】 EP2021086952
(87)【国際公開番号】W WO2022136350
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】17/129,977
(32)【優先日】2020-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
(74)【復代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミュラー、ピーター
(72)【発明者】
【氏名】モーフ、トーマス
【テーマコード（参考）】
4M113
【Ｆターム（参考）】
4M113AA00
4M113AC06
4M113AC45
4M113AC50
4M113AD44
4M113CA12
4M113CA16
(57)【要約】
量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するコンピュータ実装方法であって、
第１の電流信号を、量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加する段階、それにより前記第１のコンポーネントは、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響を与える漂遊磁場を生成する；及び
補償電流信号を、前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する段階、前記補償電流信号は、前記第１の信号の予め定められた関数に従って生成される
を備える、コンピュータ実装方法。
第１の電流信号を、量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加する段階、それにより前記第１のコンポーネントは、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響を与える漂遊磁場を生成する；及び
補償電流信号を、前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する段階、前記補償電流信号は、前記第１の信号の予め定められた関数に従って生成される
を備える、コンピュータ実装方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するコンピュータ実装方法であって、第１の電流信号を、量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加する段階、それにより前記第１のコンポーネントは、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響を与える漂遊磁場を生成する；及び
補償電流信号を、前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する段階、前記補償電流信号は、前記第１の電流信号の予め定められた関数に従って生成される、
を備える、コンピュータ実装方法。
【請求項2】
前記遮蔽回路に印加された前記補償電流信号の振幅は、前記量子コンピューティングチップの前記第１のコンポーネントに印加された前記第１の電流信号の振幅に等しい、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
遮蔽回路に印加された前記補償電流信号の振幅は、前記量子コンピューティングチップの前記第１のコンポーネントに印加された前記第１の電流信号の振幅に対してスケール調整される振幅を有する、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記遮蔽回路に印加された前記補償電流信号の周波数及び位相は、前記量子コンピューティングチップの前記第１のコンポーネントに印加された前記第１の電流信号の周波数及び位相と同期されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記第１のコンポーネントは、超伝導計算キュービット及びチューナブルカプラの１つであり；請求項１に記載のコンピュータ実装方法は、第１の電流信号を前記量子コンピューティングチップの前記第１のコンポーネントに印加して、前記第１のコンポーネントを駆動する段階をさらに備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記第２のコンポーネントは、超伝導計算キュービットであり；請求項１に記載のコンピュータ実装方法は、第２の信号を前記量子コンピューティングチップの前記第２のコンポーネントに印加して、前記第２のコンポーネントを駆動する段階をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項7】
１つ又は複数のコンピュータプロセッサ；１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体；及び
コンピュータプログラム命令、前記コンピュータプログラム命令は、前記１つ又は複数のコンピュータプロセッサによる実行のための前記１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体に格納されている、
を備える、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するためのコンピュータシステムであって、前記コンピュータプログラム命令は、
第１の電流信号を量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加して、前記第１のコンポーネントを動作させる手順、それにより、前記第１のコンポーネントの動作が、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響する漂遊磁場を生成する、及び
補償電流信号を、前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する手順、ここで、前記補償電流信号は前記第１の電流信号の予め定められた関数に従って生成される、 のための命令を有する、コンピュータシステム。
【請求項8】
遮蔽回路、第１のコンポーネント、及び第２のコンポーネントを有するキュービットユニット；及び第１の電流信号を量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加して、前記第１のコンポーネントを動作させ、それにより、前記第１のコンポーネントの動作が、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響する漂遊磁場を生成する、及び
前記第１の電流信号の予め定められた関数に従って生成される、補償電流信号を前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する、
ための、前記第１のコンポーネント及び前記遮蔽回路のそれぞれに動作可能に接続された制御ユニット
を備える、量子コンピューティング装置。
【請求項9】
前記量子コンピューティングチップは、第１の回路及び第２の回路をさらに備え；前記制御ユニットは、それぞれ前記第１の回路及び前記第２の回路を介して、前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントに接続され、前記第１の回路を介して前記第１の電流信号を前記第１のコンポーネントに印加するように構成され；
前記遮蔽回路は、前記第１の電流信号の予め定められた関数を有効にするよう前記第１の回路に接続されている、
請求項８に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項10】
前記キュービットユニットは、前記第１の回路、前記第２の回路、及び前記遮蔽回路のそれぞれの少なくとも一部を有する超伝導キュービットユニットであり；前記制御ユニットは、前記遮蔽回路及び前記第１のコンポーネントのそれぞれに接続された信号生成器を有し、前記信号生成器は、前記第１の回路を介して前記第１のコンポーネントに接続されている、
請求項９に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項11】
前記遮蔽回路及び前記第１の回路は、前記信号生成器に並列して接続されている、請求項１０に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項12】
前記信号生成器は、前記キュービットユニットにおいて、前記第１の回路に接続され、そこに前記遮蔽回路が直列に接続されている、請求項１０に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項13】
前記量子コンピューティング装置は、容量型分圧器又は伝送ラインカプラの１つをさらに備え；前記信号生成器は、前記第１の電流信号の予め定められた関数を有効にするように、前記容量型分圧器又は前記伝送ラインカプラを介して、前記遮蔽回路及び前記第１のコンポーネントのそれぞれに接続されている、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項14】
前記遮蔽回路に印加された前記補償電流信号の振幅は、前記量子コンピューティングチップの前記第１のコンポーネントに印加された前記第１の電流信号の振幅に等しい、請求項８から１３のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項15】
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントのそれぞれは、超伝導キュービット、チューナブルカプラ、及びジョセフソン接合からなる群から選択される少なくとも１つのコンポーネントを有する、請求項８から１４のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項16】
前記第１のコンポーネントは、トランズモンタイプの固定周波数の超伝導キュービットを有し、前記第２のコンポーネントは、前記トランズモンタイプの前記超伝導キュービットに結合されたチューナブルカプラを有する、請求項８から１５のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項17】
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントは、前記キュービットユニットにおいて同じ平面上に配置されており；前記遮蔽回路は、１つ又は複数のループを有し、それぞれが、前記キュービットユニットにおいて所与の平面において前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントのうち少なくとも１つを囲み；
前記所与の平面は、前記同じ平面と一致しているか、又はそれに並列している、
請求項８から１６のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項18】
前記遮蔽回路の前記１つ又は複数のループのうち少なくとも１つは、前記所与の平面において前記第２のコンポーネントを囲む、請求項１７に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項19】
前記遮蔽回路は、直列に接続された補償回路及び整形回路の両方を有し；前記補償回路は、前記１つ又は複数のループを含み；
前記整形回路は、２つ又はそれより多い追加のループを含み、それぞれが前記所与の平面において前記第１のコンポーネントを囲む、
請求項１７から１８のいずれか１項に記載の量子コンピューティング装置。
【請求項20】
前記１つ又は複数のループは、前記所与の平面において前記追加の２つ又はそれより多いループを囲み；前記補償回路及び前記整形回路は、前記遮蔽回路に流れる電流が、前記２つ又はそれより多い追加のループにおいて同じ回転方向を有するように共同設計され、前記同じ回転方向は、動作中に前記遮蔽回路に印加された前記補償電流信号に沿って、前記１つ又は複数のループに流れる前記電流の回転方向と反対である、
請求項１９に記載の量子コンピューティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般的に、量子処理装置及びそのような装置の動作方法に関する。特に、量子処理装置を動作させる方法に関し、ここで、補償電流信号は、キュービットチップの所与のコンポーネントを、キュービットチップ上の隣接するコンポーネントによって生成される漂遊磁場から磁気的に遮蔽するよう遮蔽回路に印加される。
【背景技術】
【0002】
量子増強センシング及び量子コンピューティングにおける最近の進歩は、これらの技術を、より一層産業上の応用に関連したものにしている。量子センシング及び量子コンピューティングはともに、重ね合わせ及びもつれなどの量子力学的現象を直接利用している。量子センシングは、測定装置の精度を高めることを目的とするのに対し、量子コンピュータは、データのもつれに対して動作を実行する。超伝導回路は、現在の技術を用いて製造することは比較的容易であり、したがって、量子情報技術をさらに拡大するのに有望な候補である。エラー訂正が限られているか、又は存在しない超伝導キュービットを伴う量子コンピュータは、すでに利用可能である。そのような量子コンピュータは、従来のコンピュータには扱いにくいシステムをシミュレートすることが可能である。
【発明の概要】
【0003】
本発明の一実施形態によれば、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するコンピュータ実装方法が開示される。コンピュータ実装方法は、第１の電流信号を、量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加する段階、それにより第１のコンポーネントが、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響を与える漂遊磁場を生成する、を備える。コンピュータ実装方法は、補償電流信号を前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する段階、前記補償電流信号は、前記第１の信号の予め定められた関数に従って生成される、をさらに備える。
【0004】
本発明の別の実施形態によれば、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するためのコンピュータシステムが開示される。コンピュータシステムは、１つ又は複数のコンピュータプロセッサ、１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体、及びコンピュータプログラム命令を備え、前記コンピュータプログラム命令は、前記１つ又は複数のコンピュータプロセッサによる実行のための前記１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体に格納されている。前記プログラム命令は、第１の電流信号を量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加して、前記第１のコンポーネントを動作させ、それにより、前記第１のコンポーネントの動作が、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響する漂遊磁場を生成する、命令を有する。前記プログラム命令は、補償電流信号を前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する、前記補償電流信号は前記第１の信号の予め定められた関数に従って生成される、命令をさらに有する。
【0005】
本発明の別の実施形態によれば、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するための量子コンピューティングが開示される。量子コンピューティング装置は、遮蔽回路、第１のコンポーネント、及び第２のコンポーネントを有するキュービットユニットを備える。量子コンピューティング装置は、（ｉ）第１の電流信号を量子コンピューティングチップの第１のコンポーネントに印加して、前記第１のコンポーネントを動作させ、それにより、前記第１のコンポーネントの動作が、前記量子コンピューティングチップの第２のコンポーネントの動作に影響する漂遊磁場を生成する、及び（ｉｉ）補償電流信号を前記量子コンピューティングチップの遮蔽回路に印加して、前記第２のコンポーネントを、前記第１のコンポーネントによって生成される前記漂遊磁場から磁気的に遮蔽する、前記補償電流信号は前記第１の信号の予め定められた関数に従って生成される、ための、前記第１のコンポーネント及び前記遮蔽回路それぞれに動作可能に接続された制御ユニットをさらに備える。
【0006】
本発明を具現化する装置及び方法はここで、非限定的な例によって、また添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
発明とみなされる主題は、本明細書の最終部分に特に指摘されており、また明確に特許請求されている。本発明は、機構及び動作方法の両方に関して、その目的、特性、及び利点とともに、以下の詳細な説明を参照して、添付図面を解釈すると最良に理解され得る。
【0008】
図中では同様の参照符号が、別個の図全体にわたって同一又は機能的に類似した要素を指し、以下の詳細な説明とともに、本明細書に組み込まれるか、又はその一部をなす添付図面は、様々な実施形態をさらに示し、本開示による様々な原理及び利点すべてを説明するのに役立つ。
【0009】
【図1】本発明の少なくとも１つの実施形態による量子処理装置の選択されたコンポーネントを示す図である。
【0010】
【0011】
【図3B】本発明の少なくとも１つの実施形態による、図２に示されるものと類似した構成で２つの隣接するコンポーネントを含むキュービットチップをシミュレートすることによって得られるコンタープロットである。 プロットは、キュービットチップの主要平面に垂直な平面において左側（ＬＨＳ）コンポーネントによって生成される漂遊磁場の強度のコンターラインを表す。図３Ａは、いかなる磁気遮蔽の非存在下での磁場強度のコンターを示すのに対して、図３Ｂは、ＬＨＳコンポーネントによって生成される漂遊場が、補償電流信号を、ＲＨＳコンポーネントを囲む遮蔽回路のループに印加することによって右側（ＲＨＳ）コンポーネントの水準で局所的に遮蔽されている場合の磁場強度のコンターを示す。
【0012】
【図4】本発明の少なくとも１つの実施形態による、第２のコンポーネント（ＲＨＳにある）を、第１のコンポーネントによって生成される漂遊磁場から遮蔽するための、キュービットユニットの第１のコンポーネント（ＬＨＳにある）に関して回路部分を囲む補償回路ループを概略的に示す。
【0013】
【図5A】本発明の様々な実施形態による様々な遮蔽回路の構成を示し、ここで、遮蔽回路は、補償回路及び整形回路の両方を含む。
【図5B】本発明の様々な実施形態による様々な遮蔽回路の構成を示し、ここで、遮蔽回路は、補償回路及び整形回路の両方を含む。
【図5C】本発明の様々な実施形態による様々な遮蔽回路の構成を示し、ここで、遮蔽回路は、補償回路及び整形回路の両方を含む。
【図5D】本発明の様々な実施形態による様々な遮蔽回路の構成を示し、ここで、遮蔽回路は、補償回路及び整形回路の両方を含む。 補償回路は、実施形態で見られるように、整形回路の追加のループを囲むループを含み、それらがキュービットチップの電界放射コンポーネントを囲む。図５Ａは、補償回路ループ及び追加のループがすべて、電界放射コンポーネントの第１の回路と並列に接続されている構成を示す。図５Ｂでは、整形回路の追加のループは、第１の回路と直列に接続されている一方で、補償回路ループは、第１の回路と並列に接続されている。図５Ｃ～図５Ｄは、ループがすべて、電界放射コンポーネントの第１の回路と直列に接続されている変形例を示す。
【0014】
【図6】制御ユニットがカプラ（容量型分圧器又は伝送ラインカプラ）を介して遮蔽回路及び電界放射コンポーネントの両方に接続されている、本発明の少なくとも１つの実施形態による量子処理装置の選択されたコンポーネントを示す図である。
【0015】
【図7A】本発明の様々な実施形態による実際の超伝導キュービットチップのレイアウトの図であり、ここで、２つのトランズモンタイプ、計算キュービットはチューナブルカプラを介して結合されており、それにより計算キュービットは、動作中にチューナブルカプラによって放出される漂遊磁場を受ける可能性がある。
【0016】
【図8】本発明の少なくとも１つの実施形態による量子処理装置を動作させる方法の高度な段階を示すフローチャートである。
【0017】
【0018】
添付図面は、実施形態に含まれるように、デバイス又はパーツの簡略化された代表例を示す。図面に表した技術的な特性は、必ずしもスケール調整されない。特に、図７Ａ及び図７Ｂに示されるキュービット及びチューナブルカプラのレイアウトは、縮尺通り描かれない。図における、類似した又は機能的に類似した要素は、そうでないと明示されない限り、同じ参照符号を割り当てられている。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明は概して、量子処理装置及びそのような装置の動作方法に関する。それは特に、量子処理装置を動作させる方法に関し、ここで、補償電流信号は、遮蔽回路に印加され、キュービットチップの所与のコンポーネントを、キュービットチップ上の隣接するコンポーネントによって生成される漂遊磁場から磁気的に遮蔽する。
【0020】
本発明の実施形態は、キュービットが外部磁場に対して非常に感受性が高いことを認識している。これは特に、とりわけ直流（ＤＣ）磁場が個々の計算キュービットの周波数を調整するのに使用され、及び／又は交流（ＡＣ）場がチューナブルカプラを調節するのに使用される超伝導キュービットに当てはまる。本発明の実施形態は、隣接するキュービット又は伝送ラインからの漂遊磁場及びクロストークがまた、キュービットに影響を及ぼす可能性があり、これが望ましくないことをさらに認識している。通常、より高い集積度を用いた場合、数値は、より下限へ移動すると予測される。
【0021】
磁気遮蔽ソリューションは、量子コンピュータ用に開発されてきた。そのようなソリューションは、外部漂遊場の静的磁気遮蔽又は能動的遮蔽に依存し、すなわち、そのようなソリューションは、量子処理機構全体を保護する目的である。
【0022】
本発明の実施形態は、必要とされる領域の外側で磁場を最小限に抑えるか、又は隣接するキュービットに対する磁場を局所的に最小限に抑えるように能動的磁気遮蔽を使用する。本発明の実施形態は、フラックスチューニング可能性が動的カプラを構築するにあたっての利点であることを認識している。そのようなカプラは、ゲート速度を高めるのに電荷又はフラックスキュービット間で使用することができる。本発明の実施形態は、フラックスチューニング可能な要素が、他の及び／又は隣接するスクイド（ｓｑｕｉｄ）と相互作用する漂遊磁場を作成することを認識している。有意義なこととして、漂遊場を制御することができれば、フラックスチューニング可能な要素は魅力的であろう。本発明の実施形態は、漂遊磁場の著しい局所化した低減を生成する。
【0023】
本発明の実施形態は、意図される磁場に適用された電流と線形に漂遊場スケールを適用することによって、前述の欠陥を改善する。結果として、フィードバックループは必要とされず、スケール調整された補償電流を使用して、望ましくない漂遊場を最小限に抑える。本発明の実施形態はさらに、補償を簡略化することによって前述の欠陥を改善する。本発明の実施形態は、すべてのキュービット及びコイルを一平面に有し、その結果、チップ表面上の場はすべてがｚ方向になる。本発明の実施形態は、追加の材料を必要とせずにチップ上で統合される。本発明の実施形態は、局所クロストーク補償を使用して、より少ない周波数クラウディング効果をもたらす。本発明の実施形態はさらに、隣接するキュービットなどの漂遊場の局所遮蔽を使用する。本発明の実施形態は、周波数選択的遮蔽を使用する。本発明の実施形態は、アグレッサの既知の磁場を生成する信号を使用する。本発明のこれらの実施形態において、補償コイルがビクティムを遮蔽するための電流又は形状を導き出すことができ、センサも制御ループも必要とされない。本発明の実施形態において、磁場は、電流を線形的にスケール調整して、アグレッサ電流に比例する補償電流を生じる。本発明の実施形態において、微細な粒径の解像度は、ミクロンなどの小さな寸法での効果の補償を可能にする。
【0024】
本発明の実施形態は、局所磁気遮蔽、コイルの外側の磁気遮蔽、場のキャンセリングのためのスケール調整された電流、及び同一の電流、幾何学的スケーリングによる場のキャンセリングの１つ又は複数の組み合わせを含む。
【0025】
本発明は、任意の可能な技術的詳細レベルの統合におけるシステム、方法、及び／又はコンピュータプログラム製品であり得る。コンピュータプログラム製品は、本発明の態様をプロセッサに実行させるために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（単数又は複数）を含んでよい。
【0026】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用される命令を保持及び格納し得る有形のデバイスであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージデバイス、磁気ストレージデバイス、光学ストレージデバイス、電磁ストレージデバイス、半導体ストレージデバイス、又は前述したものの任意の好適な組み合わせであってよいが、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包括的リストは、以下に挙げる、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）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又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リードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピディスク、命令が記録されたパンチカード又は溝における凸構造などの機械的に符号化されたデバイス、及び、前述したものの任意の好適な組み合わせを含み得る。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書において使用される場合、電波又は他の自由に伝搬する電磁波、導波路又は他の伝送媒体を通じて伝搬する電磁波（例えば、光ファイバケーブルを通過する光パルス）、又はワイヤを通じて伝送される電気信号などの一時的な信号それ自体と解釈されるべきではない。
【0027】
本明細書に説明される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各々のコンピューティング／処理デバイスに、又は、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及び／又は無線ネットワーク経由で外部コンピュータ又は外部ストレージデバイスにダウンロードされてよい。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、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及び／又はエッジサーバを備え得る。各コンピューティング／処理デバイス内のネットワークアダプタカード又はネットワークインタフェースは、ネットワークからのコンピュータ可読プログラム命令を受信し、コンピュータ可読プログラム命令を、各々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に格納するために転送する。
【0028】
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、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向のプログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は類似したプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書き込まれた、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存的命令、マイクロコード、ファームウェア命令、ステートセッティングデータ、又はソースコード又はオブジェクトコードのいずれかであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータ上で全体的に、ユーザのコンピュータ上で部分的に、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、ユーザのコンピュータ上で部分的に且つリモートコンピュータ上で部分的に、又は、リモートコンピュータ又はサーバ上で全体的に実行し得る。後者のシナリオにおいて、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）又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通じてユーザのコンピュータに接続され得るか、又は、接続は、（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通じて）外部コンピュータに行われ得る。いくつかの実施形態において、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）、又はプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本発明の態様を実行するように、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用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して、電子回路をパーソナライズしてよい。
【0029】
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）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して本明細書で説明される。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、及びフローチャート図及び／又はブロック図にあるブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装され得ることが理解されるであろう。
【0030】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、機械を作成するために、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は、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得、それにより、コンピュータ又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する命令は、フローチャート及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実装するための手段を生成する。これらのコンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、及び／又は他のデバイスに対して特定の方法で機能するよう指示できるコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよく、それにより、命令を格納したコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックで指定される機能／動作の態様を実装する命令を含む製造品を有する。
【0031】
コンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は、他のデバイス上にロードされ得ることにより、一連の動作手順を、コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は、他のデバイス上で実行させ、コンピュータ実装プロセスを生成し、それにより、コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は、他のデバイス上で実行する命令が、フローチャート及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実装する。
【0032】
図面におけるフローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、及び動作を例示する。これに関して、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、指定される論理機能を実装するための１つ又は複数の実行可能命令を含む命令のモジュール、セグメント、又は部分を表し得る。いくつかの代替的な実装において、ブロックにおいて記載される機能は、図に記載された順序とは別の順序で生じ得る。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得るか、又は、関与する機能に応じてブロックが逆の順序で実行されることもあり得る。ブロック図及び／又はフローチャート図の各ブロック、及び、ブロック図及び／又はフローチャート図におけるブロックの組み合わせが、指定された機能又は動作を実行するか、又は特別な目的のハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせを実行する、特別な目的のハードウェアベースシステムによって実装され得ることにも留意されたい。
【0033】
本発明の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されており、網羅的であることは意図されておらず、あるいは開示の実施形態に限定されることも意図されていない。記載された実施形態の範囲及び主旨から逸脱することなく、多くの修正及び変形が、当業者には明らかであろう。本明細書において使用される専門用語は、実施形態の原理、市場で見られる技術の実用的な適用又はそれに対する技術的改善を最適に説明し、又は、本明細書において開示される実施形態を他の当業者が理解することを可能にするように選択された。
【0034】
以下の説明は次のように構成される。最初に、一般的な実施形態及び高度な変形例をセクション１で説明する。セクション２は、より具体的な実施形態及び技術的実装の詳細に対処し、添付図面の詳細な説明を含む。本方法及びその変形例は、まとめて「本方法」と称されることに留意されたい。同様に、本装置及びその変形例は、まとめて「本装置」と称される。すべての参照Ｓｎ（例えば、Ｓ５、Ｓ１０など）は、図８のフローチャートの方法における段階を指す一方で、参照符号は、例えば図１、図２及び図６に示される装置の物理的パーツ又はコンポーネントに関連する。
【0035】
１．一般的な実施形態及び高度な変形例
図２から図７Ｂを参照すると、量子コンピュータ又は量子センシング装置であり得る、量子処理装置１及び１ａなどの量子処理装置を動作させる方法に関する本発明の態様がまず説明される。以下は、この方法の本質的な特徴を説明している。
図２から図７Ｂを参照すると、量子コンピュータ又は量子センシング装置であり得る、量子処理装置１及び１ａなどの量子処理装置を動作させる方法に関する本発明の態様がまず説明される。以下は、この方法の本質的な特徴を説明している。
【0036】
量子処理装置１及び１ａは、キュービットユニット、例えばキュービットチップを有すると想定される。キュービットユニットは概して、添付図面における参照符号２０によって示される。参照２０ｐ、２０、２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃは、図１、図２、図６、図７Ａ及び図７Ｂに見られるように、そのようなキュービットユニットの可能な変形例を示す。キュービットユニットはとりわけ、２つのコンポーネント２１、２２、すなわち第１のコンポーネント２１及び第２のコンポーネント２２を含む。例えば、第１のコンポーネント２１は、チューナブルカプラであり得る一方で、第２のコンポーネント２２は、計算キュービットであり得る。一実施形態において、チューナブルカプラは、ゲートシーケンスを適用するのに使用される。さらなる例は、本発明の別の態様を参照して、後に詳細に説明される。
【0037】
さらに、キュービットユニット２０は、遮蔽回路３１～３３ｓ、又はそのような遮蔽回路の少なくとも一部を含む。遮蔽回路は、例えば、少なくとも部分的にコンポーネント２１、２２の一方又は両方を囲む１つ又は複数のループ（すなわち、らせん、又はコイル）を含み得る。そのようなループはまた、本明細書中で「補償ループ」とも称され得る。補償ループは概して、添付図面における参照符号３１によって示される。参照３１、３１ｐ、３１ｓ、３１ｃ、３１ｖ、及び３１ａは、図２から図７Ｂに見られるように、そのような補償ループの構成の可能な変形例を示す。図５Ａ～図５Ｄを参照して後で説明されるように、遮蔽回路は場合により、整形回路を含んでよく、ここで、後者は、漂遊場を整形すると意図される追加のループを含む。
【0038】
図２及び図６の例では、遮蔽回路３１、３１ｃは、キュービットチップ２０、２０ａの平面（ｘ、ｙ）において第２のコンポーネント２２を部分的に囲む補償ループを含む。さらなる例は、後に詳細に説明され、ここで、遮蔽回路は、第２のコンポーネント２２に代わって、第１のコンポーネント２１を囲む補償ループを含む。
【0039】
本方法は、第１の電流信号を第１のコンポーネント２１に印加する段階を備える。さらに、第２の信号（電流又は電圧）は通常、以下に想定されるように、第２のコンポーネント２２に印加され得る。印加された信号は、通例のとおり、量子処理において、２つのコンポーネント２１、２２を動作することを目的とする（図８のフローにおける段階Ｓ１０及びＳ２０を参照）。実際に、そのような信号は、例えばカプラ及び／又はキュービットを駆動するために繰り返し印加される。
【0040】
一実施形態において、第１のコンポーネント２１は、印加された第１の信号の結果として漂遊磁場を生成すると想定される。生じた漂遊磁場はさらに、量子コンピューティング装置１及び１ａなどの量子処理装置の動作中に第２のコンポーネント２２の動作に影響を与えると想定される。この理由から、第１のコンポーネント２１は、場合によっては「アグレッサ」と称される一方で、第２のコンポーネント２２は、場合によっては本明細書中で「ビクティム」と称される。
【0041】
この問題点に対処するために、本方法は、（段階Ｓ３０で）補償電流信号を遮蔽回路３１～３３ｓに印加して、第２のコンポーネント２２を、第１のコンポーネント２１によって生成される漂遊磁場から磁気的に遮蔽する段階をさらに備える。段階Ｓ１０及びＳ２０で印加された信号は、コンポーネント２１、２２の所望の動作に応じて、同時に、又は同時ではなく印加され得ることに留意されたい。しかしながら、段階Ｓ１０及びＳ３０は通常、所望の遮蔽効果を達成するよう同時に実行される。段階Ｓ３０で印加された補償電流信号は、本発明の別の態様を参照して、後に詳細に説明されるように、遮蔽回路の好ましい構成に起因して、場合により第１の信号を印加する段階（段階Ｓ１０）の結果として得られ得る。その場合、段階Ｓ１０及びＳ３０は、同時だけでなく、同期的でもある。
【0042】
段階Ｓ３０で印加された補償電流信号は、第１の信号の予め定められた関数に従って生成される信号である。予め定められた関数は、遮蔽回路の構成及び補償信号が信号生成器１４によって生成される手段に起因して固定される。この予め定められた関数は、遮蔽回路３１～３３ｓによって少なくとも部分的に有効となる。予め定められた関数はまた、２項関係（数学的意味合いで）とみなすことができる。しかしながら、予め定められた関数は、遮蔽回路及び必要であれば、装置の他のコンポーネントの明示である。換言すると、遮蔽回路及び（必要に応じて補償信号を生成するための）装置の他のコンポーネントは、共同で、第１の電流信号及び補償電流信号の間で特定の対応を保証するように構成されている。
【0043】
第１の信号は通常、制御ユニット１２、１４の信号生成器１４によって生成されて、第１の回路を介して第１のコンポーネント２１に印加される。遮蔽回路は場合により、図２で想定されるようにこの第１の回路と独立していてもよく、ここでは、遮蔽回路３１は、キュービットユニット２０に接続する回路２０ｃと独立している。しかしながら、変形例では、遮蔽回路は、図４から７に示されるように、並列に又は直列に、第１の回路２１ｃに接続されている。すべての場合において、遮蔽回路の提唱される構成は、非常に簡素な回路レイアウトをもたらす。さらに、遮蔽回路を第１の回路に、例えばキュービットユニットにおいて直接、接続することにより、例えばキュービットチップ上のフットプリントを節減するために、信号生成器１４から必要とされるコネクタ及びワイヤの数を低減させることが可能となる。
【0044】
遮蔽回路によって有効にされる予め定められた関数に起因して、印加された補償信号は、漂遊磁場を局所的に遮蔽して、それにより、これまでの能動的なソリューションにおいて必要とされたようないかなるセンサもフィードバックループも必要とせずに、第２のコンポーネントを保護することを可能にする。上記方法は、コンポーネント（アグレッサ及びビクティム）の単一ペアを参照して説明されているが、本方法は、多数のアグレッサ－ビクティムペアに（同時に、又は同時でなく）適用され得ることは、当業者に明らかであることに留意されたい。
【0045】
漂遊磁場を生成する第１の電流信号は、制御ユニット１２、１４によって識別されているので、遮蔽回路に印加された補償電流及び／又は遮蔽回路の形状（例えば、補償ループを含む）補償電流は、いかなるセンサ又は制御ループをも必要とせずに、第２のコンポーネント（ビクティム）の水準で残留磁場を低減するか、又は打ち消すよう最適化することができる。実際に、磁場強度は、電流と線形にスケール調整し、したがって、補償電流は、所望の遮蔽効果に到達するために、第１の電流に比例して、又はそれに等しく設定することができる。さらに、既述のとおり、遮蔽回路は通常、１つ又は複数のループを含み、その形状は、ビクティム２２の水準で漂遊場を低減するか、又は打ち消すよう最適化することができる。また、ループに関して到達することができる解像度（サブミクロンレベル）により、漂遊場を、小さなスケール（例えば、数ミクロン）で補償することが可能となる。
【0046】
量子処理装置を動作する方法は通常、（ｉ）静的磁気遮蔽；又は（ｉｉ）ヘルムホルツコイル及びキュービットユニットに近接するフィールドセンサを使用した、量子装置全体に対する外部漂遊場の能動的遮蔽に依存する。それに対して、本ソリューションは、局所的であり、すなわち、それは、ビクティムコンポーネントの周囲で局所的に作用する。局所的に印加される補償信号がアグレッサ２１に印加された信号に依存する限りは、それは静的ソリューションではない。それがセンサ及びフィードバックループを必要としない限り、それは能動的ソリューションでもない。むしろ、本発明の実施形態は、セミアクティブなソリューションとみなすことができ、隣接するコンポーネント２１（例えば、計算キュービット又はチューナブルカプラ）に起因して発生する漂遊磁場を局所的に遮蔽して、ビクティムコンポーネント２２（例えば、計算キュービット）を保護することを目的とする。
【0047】
提唱されるアプローチは主に、キュービットユニットの外側で生成される漂遊場ではなく、キュービットユニット２０の水準で（例えば、キュービットチップ上で）生成される漂遊場を遮蔽することを目的とすることに留意されたい。しかしながら、遮蔽回路は潜在的に、必要であれば、キュービットユニット２０の外側で生成される固定漂遊場をさらに補償するように設計され得る。
【0048】
本発明の実施形態は、追加の（例えば、非適合性）材料を必要とせずに、またキュービットチップを製造するのに使用された製造方法に対して実質的な変更を必要とせずに、キュービットチップと統合することができる。補償回路は必要とされ（図１及び図２を比較）、それは好ましくは、図１のキュービットユニット２０ｐを得るのに使用されるのと同じ処理技術を使用して実現される。すなわち、キュービットユニット（例えば、キュービットチップ）の残りに使用されるのと同じタイプの導体（又は超伝導体）は、遮蔽回路３１～３３ｓを得るのに依存され得る。特に、遮蔽回路は、キュービットチップ上で必要とされる他の導体及び構造を製造するのに使用されるのと同じリソグラフィマスクを使用して製造され得る。そのような導体の典型的な寸法は、マイクロメートル未満の解像度を用いて、マイクロメートルのスケールである。
【0049】
興味深いことに、本アプローチはまた、局所クロストーク補償を達成するのに使用することができ、それは、ビクティム、すなわち第２のコンポーネント２２の水準で周波数クラウディング効果の低減をもたらす。それでも、提唱されるソリューションは、ビクティムコンポーネントの周波数に影響しない。
【0050】
【0051】
上述するように、装置は、遮蔽回路３１～３３ｓを有するキュービットユニット２０及び２つのコンポーネント２１、２２、すなわち第１のコンポーネント２１（アグレッサ）及び第２のコンポーネント２２（ビクティム）を備える。本装置は、本方法と矛盾なく、Ｓ１０、Ｓ３０の電流信号を印加することが可能であるように、第１のコンポーネント２１及び遮蔽回路３１～３３ｓのそれぞれに動作可能に接続されている制御ユニット１２、１４をさらに備える。制御ユニットは、必要に応じて、以下で想定されるように信号をこのコンポーネントに印加して、それを動作することが可能であるように、第２のコンポーネント２２にさらに接続され得る。
【0052】
動作中、第１の電流信号及び第２の信号（電流及び電圧）は、それぞれ、第１のコンポーネント２１及び第２のコンポーネント２２に印加されて、２つのコンポーネント２１、２２を動作させる。これにより、装置の動作中、第１のコンポーネント２１に、第２のコンポーネント２２の動作に影響を与える漂遊磁場を生成させる。この問題に対処するために、本装置はさらに、第２のコンポーネント２２を、第１のコンポーネント２１によって生成される漂遊磁場から磁気的に遮蔽するように、補償電流信号を遮蔽回路３１～３３ｓに印加するように構成されている。また、補償電流信号は、第１の信号の予め定められた関数に従って生成され、ここで、先で説明したように、この関数は、装置の遮蔽回路、及び場合により他のコンポーネント（例えば、制御ユニット１２、１４のコンポーネント）により発現される。
【0053】
制御ユニット１２、１４はとりわけ、コントローラ１２及び１つ又は複数の信号生成器１４を有し得る。コントローラ１２は、信号生成器１４に接続され、ここで、後者は、一方では遮蔽回路に、また他方では各々の回路を介してキュービットユニットのコンポーネント２１、２２に接続されている。図２の例では、単一信号生成器１４が使用され、それは、遮蔽回路３１及びコンポーネント２１、２２に（回路２０ｃを介して）接続されている。
【0054】
本発明の装置は概して、簡潔のために、２つのコンポーネント２１、２２のみ、すなわちアグレッサ及びビクティムを参照して説明される。しかしながら、キュービットユニット２０は、１０個又は１００個のコンポーネント、又はそれ以上を有してもよく、本原理は場合により、キュービットユニットにおいて任意数の潜在的なアグレッサ及びビクティムに適用され得る。一実施形態において、遮蔽回路は、いくつかのコンポーネントを遮蔽するように構成されてよく、又はいくつかの遮蔽回路は、それらを達成するように提供されてよい。
【0055】
２つのコンポーネント２１、２２それぞれが、例えば、（例えば、トランズモンタイプの）固定周波数超伝導キュービット、（固定周波数トランズモンキュービットを結合するための）チューナブルカプラ、又は実際には、単なるジョセフソン接合であり得る。
【0056】
一実施形態において、潜在的なビクティムは、固定周波数量子回路２２、２３、すなわち本装置において計算キュービットとして構成されている回路である。量子回路２２、２３はそれぞれ、チューナブルカプラ２１にさらに結合されてもよい。チューナブルカプラ２１の周波数は、例えば量子処理装置における選択的に対処可能なエネルギー転換を駆動するよう調節することができる。チューナブル結合要素は、例えば、周波数をチューナブル超伝導キュービットとして具現化されてよく、すなわちＳＱＵＩＤループを伴っている。量子回路２２、２３それぞれは通常、非線形量子回路であり、それらは、計算キュービットとして使用され得る。「非線形」とは、量子回路の少なくとも２つの別個のエネルギーレベル（すなわち、異なるエネルギーの）に対処することが可能であることを意味する。しかしながら、固定周波数量子回路はまた、変形例において調和振動子でもあり得る。周波数チューナブル結合要素として作用するチューナブルカプラ２１はまた、所望ではない漂遊場を生成する可能性があり、したがって提唱されるソリューションの有益性を生成する可能性がある。
【0057】
「超伝導」要素は、潜在的にある特定の条件下で超伝導性になり得る要素であることに留意されるべきである。したがって、本明細書中で超伝導コンポーネントと言及されるコンポーネント（例えば、超伝導キュービット、チャネル、回路など）は、１つ又は複数の潜在的に超伝導性の材料を有するコンポーネントである。すなわち、そのような材料は、例えば、温度及び磁場のある特定の条件下で超伝導性になり得るアルミニウム（Ａｌ）又は窒化チタン（ＴｉＮ）を有し得る。したがって、キュービットユニットが超伝導ユニット（例えば、超伝導体を含むチップ）である場合、キュービットユニットは、アグレッサ２１に接続している第１の回路（例えば、回路２１ｃ）、ビクティムに接続している第２の回路（例えば、回路２２ｃ）、及び遮蔽回路３１～３３ｓの少なくとも一部を有してもよく、ここで、そのような回路部分は、潜在的に超伝導状態になり得る。
【0058】
しかしながら、トランズモンを超えて、エックスモン及びゲートモンキュービットを含む他のタイプの超伝導キュービットは、場合により本アプローチから利益を受ける場合がある。超伝導キュービットユニットに加えて、本アプローチは、スピンベースの量子回路（又はショート用のスピンキュービット）及びトポロジカルキュービットを含む、他のソリッドステートキュービットアーキテクチャに好適に適用され得ることは、当業者に明らかである。
【0059】
図４～図７Ｂに示されるように、第１の電流信号は通常、第１の回路２１ｃを介して第１のコンポーネント２１に印加されるＳ１０。この回路２１ｃの末端部分は通常、図６、図７Ａ及び図７Ｂの場合のように、実際に第１のコンポーネント２１の一部をなすとみなされてもよく、ここで、フラックスライン２１ｃの末端部分は、チューナブルカプラ２１の一部をなすとみなすことができる。一実施形態において、図５Ａ～図５Ｄに見られる中心ループ２１ｃは、チューナブルカプラ又はジョセフソン接合の一部をなす。
【0060】
一実施形態において、遮蔽回路３１～３３ｓは、第１の回路２１ｃに接続して、装置が、先述の予め定められた関数を有効にして実装させる。例えば、遮蔽回路は、回路部分２１ｃと直列に接続されたループを含んでよく、例えば図５Ｃ及び図５Ｄにおけるループ３１ｓを参照のこと。変形例では、遮蔽回路は、回路部分２１ｃと並列に接続されたループを含んでよく、例えば図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６、図７Ａ及び図７Ｂにおけるループ３１ｐ、３１ｃ、３１ｖ及び３１ａを参照のこと。並列接続は、超伝導回路に関して回路部分２１ｃにおいて、及び補償ループ３１ｐ、３１ｃ、３１ｖ、３１ａにおいて同一の電流が適用されることをもたらす。直列接続は、２つの回路において各々の抵抗に関係なく、同一の電流を保証する。
【0061】
より一般的には、Ｓ１０で印加された第１の電流信号と同じ振幅を有するＳ３０で印加された補償電流信号をもたらすいくつかの構成が、遮蔽回路に関して企図され得る。変形例では、遮蔽回路は、Ｓ３０で印加された補償電流信号が、Ｓ１０で印加された第１の電流信号の振幅に関してスケール調整される振幅を有することを保証するよう設計され得る。これはとりわけ、例えば図２に示される配置を用いて達成されてもよく、ここで、遮蔽回路は、キュービットユニット２０を制御ユニット１２、１４に接続している回路２０ｃとは独立している。両方の場合で、遮蔽回路は、漂遊場の打ち消しを保証するように、補償電流信号及び第１の電流信号が同期された周波数及び位相を有することをさらに保証するように構成され得る。
【0062】
第１のコンポーネント２１に接続している第１の回路の他に、量子処理装置１、１ａは、図６、図７Ａ及び図７Ｂに表されるように、キュービットユニット２０、２０ａのコンポーネント２２、２３を接続している、１つ又は複数の第２の回路２２ｃを含んでよい。超伝導キュービットチップの文脈で、回路２１ｃ及び２２ｃは、場合によりカプラ／共振器として構成されるチャネルを含む。図２における回路２０ｃと同様に、回路２１ｃ、２２ｃを使用して、動作中に第１及び第２の信号を第１のコンポーネント２１及び第２のコンポーネント２２、２３に印加する。別個の信号は通常、第２のコンポーネント２２、２３、例えばキュービットに印加される。回路２０ｃ、２２ｃを介してキュービットに印加された信号は通常、図６及び図７Ａ及び図７Ｂの例にみられるように、あるキュービット２３を、チューナブルカプラ２１を介して別のキュービット２２に結合する伝送ラインに沿って伝送された信号を生じ得る。
【0063】
例えば、図６において、制御ユニット１２、１４は、第１の回路２１ｃを介して第１のコンポーネント２１に接続され、さらに第２の回路２２ｃを介して第２のコンポーネント２２、２３に接続されている。遮蔽回路３１ｃ及び第１の回路２１ｃは、予め定められた関数を有効にするように、制御ユニット１２、１４に並列に接続されている。第１の回路２１ｃ及び遮蔽回路３１ｃは、この例では超伝導回路であるので、並列接続は、各回路経路において同一の電流を保証する。
【0064】
一実施形態において、制御ユニット１２、１４は、遮蔽回路３１ｃ、第１の回路２１ｃ、及び第２の回路２２ｃのそれぞれに接続している単一信号生成器１４を有する。一実施形態において、信号生成器１４は、予め定められた関数を有効にするように、例えば容量型分圧器又は伝送ラインカプラであり得るカプラ４０を介して遮蔽回路３１ｃ及び第１のコンポーネント２１それぞれに接続されている。容量型分圧器及び伝送ラインカプラは、当業者に既知である。しかしながら、結合メカニズムの物理学は、図６に使用した描写にもかかわらず、様々である。
【0065】
遮蔽回路が第１の回路２１ｃを囲むループ３１ｐを本質的に有する他の並列構成は、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように企図され得ることが理解されるべきである。そのような例において、ループ３１ｐは、第１の回路２１ｃから、又は第１の回路２１ｃにつながる導体から、単に並列に接続している。
【0066】
並列構成の他に、図５Ｃ及び図５Ｄに示されるように、補償ループ３１ｓが、第１の回路２１ｃに接続している導体と直列に接続している単なる直列構成が企図され得る。図４～図５Ｄに示される回路レイアウトにおいて、信号生成器１４は、第１の回路２１ｃに、直接的に又は間接的に接続されている一方で、遮蔽回路３１～３３ｓのループは、キュービットユニット内で（例えば、キュービットチップ上で）、第１の回路２１ｃに（並列に及び／又は直列に）接続していることに留意されたい。
【0067】
さらに、図４～図７Ｂのそれぞれにおいて、第１のコンポーネント２１及び第２のコンポーネント２２は、本質的にキュービットユニット２０における同じ平面（ｘ，ｙ）、すなわちキュービットチップの主要平面上に配置されている。図４、図５Ａ～図５Ｄ、図６及び図７Ｂのそれぞれにおいて、遮蔽回路は、平面（ｘ，ｙ）において、第１のコンポーネント２１（アグレッサ）を囲む外側ループを有する。変形例において、遮蔽回路のループのいくつか又はすべては、チップの別の層又は別の側面上に、すなわちコンポーネント２１、２２、２３が配置されている平面（ｘ，ｙ）とは別個であり、依然として並列であり、且つその近くにある平面において形成され得る。
【0068】
対比して、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図７Ａでは、遮蔽回路のループは、第２のコンポーネント２２、２３、すなわちビクティムを囲む。遮蔽回路は、図２～図６において単一ループを含む。より一般的には、遮蔽回路は、それぞれ、例えば図７Ａを参照して平面（ｘ，ｙ）、又は平面（ｘ，ｙ）と並列であるが非常に近い平面において、コンポーネント２１、２２、２３の１つ又はそれぞれを囲む、１つ又は複数の補償ループを含み得る。しかし、回路レイアウトの制約から、そのようなループは、添付図面に想定されるように、それらの各々のコンポーネントを完全に囲み得るわけではない。また、図７Ａに示されるように、補償回路はまた、潜在的なビクティム２２、２３の２つ又はそれ以上のそれぞれを囲むように、コイルされているいくつかのループを含み得る。
【0069】
図５Ａ～図５Ｄの例において、遮蔽回路３１～３３ｓは、補償回路及び整形回路３２ｐ～３３ｓの両方を有する。補償回路は、内側ループを囲む外側ループ３１ｐ、３１ｓを含む。内側ループはとりわけ、整形回路の２つ又はそれより多い追加のループ３２ｐ～３３ｓを含んでもよく、ここで、追加のループ３２ｐ～３３ｓのそれぞれは、チップの平面における第１のコンポーネント２１（そのループ２１ｃを含む）を囲む。そのような例において、追加のループは、後者によって放出される漂遊場を整形するようにアグレッサ２１の周辺でコイルされている。
【0070】
整形回路のループ３２ｐ～３３ｓは、好ましくは補償回路ループ３１ｐ、３１ｓと同じ平面に配置される。生じたループ３１ｐ、３１ｓ、３２ｐ、３２ｓ、３３ｐ、３３ｓはすべて、外側補償ループ３１ｐ、３１ｓが、チップの平面における２つ又はそれより多い追加のループ３２ｐ～３３ｓを囲むように同心円状であり得る。一実施形態において、これらのループの幾何学は、ビクティムの位置にある漂遊場強度を最小限に抑えるように共同で最適化される（例えば、図３Ａ及び図３Ｂで実行されているように、シミュレーションを使用したトライアルアンドエラーによって）。
【0071】
図４でさらに示されるように、補償ループ３１ｐの電流方向は通常、アグレッサに含まれる内側ループ２１ｃの電流方向とは反対である。同様に、図５Ａ～図５Ｄにおいて、遮蔽回路は、印加された電流信号が、整形回路のループにおいて同じ回転方向に従って循環するように設計されているのに対して、外側ループ３１ｐ、３１ｓに流れる電流は、反対の回転方向を有する。さらなる設計が得られてもよく、例えば、ビクティムの水準で残留磁場強度を適切に改造するように、電流の流れに関して交互の回転方向をもたらす。実施形態において、いくつかのループは、磁場を整形するようにアグレッサを囲み得る一方で、補償ループは、ビクティムを囲む（図示されていない）。
【0072】
一実施形態において、遮蔽回路に印加された補償信号は、（振幅において）第１の電流に等しいか、又は第１の電流に関してスケール調整され得る。その目的で、遮蔽回路は、第１の回路に、並列に又は直列に接続され得る。したがって、第１の電流信号及び補償電流信号のそれぞれは、場合により１つの同じ初期電流信号として印加され得る。さらに、この初期信号は最終的に、別個のコンポーネント２１、２２、２３に達して、これはとりわけ、（アグレッサに適用された）第１の電流及び（補償ループに適用された）補償電流を生じる。
【0073】
上記実施形態は、添付図面を参照して簡潔に説明されており、多数の変形例を含み得る。上述特性のいくつかの組み合わせが企図され得る。次のセクションで、例が与えられる。
【0074】
２．特定の実施形態、技術的実装の詳細、及び図面の詳細な説明
２．１ 好ましい量子回路の説明
好ましくは、量子回路２２、２３（すなわち、潜在的な「ビクティム」キュービット）は、超伝導量子回路として具現化されており、基礎計算要素を成す。本装置１、１ａは通常、高周波スペクトルで動作するよう設計され、通常、希釈冷凍器を使用して、１００ｍＫ未満の温度まで下げて冷却される必要がる。それにもかかわらず、装置のコンポーネントは、従来の電子機器で対処することができる。一実施形態において、量子処理装置１、１ａは、通常５０～４００キュービットの範囲で、多数のソリッドステートキュービットを備える。一実施形態において、量子装置は、特にいくつかの物理的重複性キュービットが論理的エラー訂正キュービットを形成するのに必要とされる場合に、より少数又はより多数のキュービットを含み得る。
２．１ 好ましい量子回路の説明
好ましくは、量子回路２２、２３（すなわち、潜在的な「ビクティム」キュービット）は、超伝導量子回路として具現化されており、基礎計算要素を成す。本装置１、１ａは通常、高周波スペクトルで動作するよう設計され、通常、希釈冷凍器を使用して、１００ｍＫ未満の温度まで下げて冷却される必要がる。それにもかかわらず、装置のコンポーネントは、従来の電子機器で対処することができる。一実施形態において、量子処理装置１、１ａは、通常５０～４００キュービットの範囲で、多数のソリッドステートキュービットを備える。一実施形態において、量子装置は、特にいくつかの物理的重複性キュービットが論理的エラー訂正キュービットを形成するのに必要とされる場合に、より少数又はより多数のキュービットを含み得る。
【0075】
特に、本量子回路は好ましくは、固定周波数のトランズモンタイプの量子回路として、すなわち単一ジョセフソン接合超伝導キュービットとして実現される。このようにして、処理装置は、固定周波数トランズモンのコヒーレンス時間を活用することができる。一実施形態において、キュービット２２、２３は、チューナブルカプラ２１を介して結合され、潜在的にカプラ２１からの残留漂遊場のビクティムである。一実施形態において、カプラ２１はそれぞれ、トランズモンとして実現され得るが、後者は、基礎計算要素の一部をなさない。
【0076】
一実施形態において、チューナブルカプラ２１は、１つ又は複数の量子回路２２、２３に容量的に結合される。例えば、図６に示されるように、チップ２０ａは、２つの固定周波数の、単一ジョセフソン接合超伝導キュービット２２、２３及びチューナブルカプラ２１を含み得る。この例において、チューナブルカプラ２１は、トランズモンタイプのキュービットとして、非調和振動子回路としてレイアウトされる。さらに、カプラ２１は、当業者に既知であるように、追加のジョセフソン接合により余分な自由度が付与され（図示されていない）、これは超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）ループを形成する。次に、ＳＱＵＩＤループは、カプラの周波数を調整するのに使用され得る。同様のチップアーキテクチャは、図７Ａ及び図７Ｂで想定される。
【0077】
トランズモンタイプの超伝導量子回路は、高周波数（ＲＦ）技術によって制御され、数ｍＫの温度のみで動作される。ＲＦ信号は通常、同軸ケーブルでクライオスタットに供給される。２つのチャネルは通常、キュービットを制御するのに十分である。減衰器（図示されていない）は通常、中間温度のプラットフォーム上に設置されて、上向き及び下向きの経路のそれぞれで、信号を熱運動化する。変形例では、キュービットは、スピンベースの量子回路、又はショート用のスピンキュービットとして構成される。他の変形例では、キュービットは、トポロジカルキュービットである。すべての場合において、キュービットが配置されているプラットフォームは通常、非常に低温で動作されると意図される。
【0078】
２．２ 図面の詳細な説明
２．２．１ 図１
図１は、それ自体では本発明に従わない。しかしながら、図１は、通常実施形態に関与され得る量子処理装置のコンポーネントを示す。実際に、実施形態において、また図１に示されるように、量子処理装置は、（少なくとも）３つのプラットフォームを備え得る。これらは、キュービットが配置される第１のプラットフォームを備える。第１のプラットフォームは、１つ又は複数のキュービットチップ２０ｐを含有し、極低温Ｔ１（例えば、２０ｍＫ）にまで冷却されるよう設計されている。Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２にまで冷却されるよう設計されている第２のプラットフォームが提供される。温度Ｔ２は通常、２Ｋ及び６Ｋの間、例えば３Ｋ又は４Ｋである。第３のプラットフォームは、Ｔ２よりも高い第３の温度Ｔ３で（例えば、室温、３００Ｋで）動作される。
２．２．１ 図１
図１は、それ自体では本発明に従わない。しかしながら、図１は、通常実施形態に関与され得る量子処理装置のコンポーネントを示す。実際に、実施形態において、また図１に示されるように、量子処理装置は、（少なくとも）３つのプラットフォームを備え得る。これらは、キュービットが配置される第１のプラットフォームを備える。第１のプラットフォームは、１つ又は複数のキュービットチップ２０ｐを含有し、極低温Ｔ１（例えば、２０ｍＫ）にまで冷却されるよう設計されている。Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２にまで冷却されるよう設計されている第２のプラットフォームが提供される。温度Ｔ２は通常、２Ｋ及び６Ｋの間、例えば３Ｋ又は４Ｋである。第３のプラットフォームは、Ｔ２よりも高い第３の温度Ｔ３で（例えば、室温、３００Ｋで）動作される。
【0079】
（必要とされる電流及び／又は電圧信号を生成する）信号生成器１４ｐは、それ自体が量子処理装置を外界とインタフェースで接続するようにコンピュータ１１に接続されている（とりわけ、シーケンシングを実行する）制御電子回路１２ｐに接続されている。
【0080】
２．２．２ 図２
図２は、簡潔にするために３つのプラットフォームのみを示す。しかしながら、当技術分野では通例であるように、１つ又は複数の中間プラットフォームがさらに提供されてもよい。例えば、第１のプラットフォームは２０ｍＫで、第２のプラットフォームは３Ｋで動作させられてよく、例えば５０Ｋで動作させられるさらなる中間プラットフォームは、室温プラットフォーム未満で提供され得る。
図２は、簡潔にするために３つのプラットフォームのみを示す。しかしながら、当技術分野では通例であるように、１つ又は複数の中間プラットフォームがさらに提供されてもよい。例えば、第１のプラットフォームは２０ｍＫで、第２のプラットフォームは３Ｋで動作させられてよく、例えば５０Ｋで動作させられるさらなる中間プラットフォームは、室温プラットフォーム未満で提供され得る。
【0081】
図２は、図１の配置と本質的に類似した配置を示す。但し、図２は、生成器１４に接続されている遮蔽回路３１をさらに含み、ここで、遮蔽回路３１は、キュービットチップ２０のコンポーネント２２を部分的に囲み、コンポーネント２２を、隣接するコンポーネント２１によって生成される漂遊場から磁気的に遮蔽する補償ループを有する。コンポーネント２１、２２に印加されると意図される信号はまず、制御電子回路１２の水準で並べられ、相当する信号は、信号生成器１４によって生成され、回路２０ｃを介してキュービットチップ２０へと渡される。一実施形態において、補償ループ３１に印加された補償信号は、この例においてコンポーネント２１に適用された電流に関してスケール調整される。
【0082】
２．２．３ 図３
図３Ａ及び図３Ｂは、図２の構成と類似した構成で、補償の非存在下で（図３Ａ）、又はセミアクティブな補償を使用して（図３Ｂ）、シミュレーションによって得られたコンタープロットを示す。すなわち、補償コイル３１は、ベクトルｒによってマッピングされた点に、すなわちアグレッサ２１のｒ＝｜ｒ｜の距離で中心に置かれたビクティム２２を囲む。
図３Ａ及び図３Ｂは、図２の構成と類似した構成で、補償の非存在下で（図３Ａ）、又はセミアクティブな補償を使用して（図３Ｂ）、シミュレーションによって得られたコンタープロットを示す。すなわち、補償コイル３１は、ベクトルｒによってマッピングされた点に、すなわちアグレッサ２１のｒ＝｜ｒ｜の距離で中心に置かれたビクティム２２を囲む。
【0083】
図３Ａ及び図３Ｂは、コンポーネント２１、２２が配置されるキュービットチップの主要平面に相当する平面（ｘ，ｚ）における総磁場強度の選択されたコンターラインを示す。コンター値は、０．１、０．５、１、２、１０、２０、１００、２００である。コンター値はすべて（値２００以外）は、それら各々のコンターの近傍に示されている。図は、補償電流信号を、ビクティム２２を囲む遮蔽回路のループ３１に印加することによって、アグレッサ２１によって生成される漂遊場がビクティム２２の水準でどのように局所的に遮蔽され得るかを示している。
【0084】
プロットは、インタフェースの両側にある材料の組成間の相違に起因して、水平面に対して（ｙ＝０で）完全に対称的ではないことに留意されるべきである。平面ｙ＝０未満の材料は、この実施例ではケイ素であると想定され、それは空気に曝されて、したがって、わずかな非対称性が観察される。透磁率は、ケイ素及び空気に関してはほぼ同じであるが、誘電率は、空気に関しておよそ１０倍低い（１１．９対１．０）。ケイ素材料は、いかなる自由キャリアも伴わずにロスレスであると想定される。
【0085】
コイルの直径は、１２０ミクロンに等しいと想定され、コンポーネント２１、２２の２つの中心間の距離は、２５０ミクロンであり、コイルを形成するワイヤの幅は２ミクロンであり、その高さは、１ミクロンである。アグレッサ電流は１０ｍＡであるのに対して、補償電流は、０．１１１ｍＡである。磁（Ｈ）場強度は、補償電流を適用しない場合、第２のコンポーネント２２の水準で０．８２Ａ／ｍである（図３Ａ）。補償コイルはすでに漂遊場を幾分低減することに留意されたい。磁（Ｈ）場強度は、補償電流を適用すると、０．０１５Ａ／ｍに低減する（図３Ｂ）。
【0086】
２．２．４ 図４
図４は、外側補償ループ３１ｐがどのように、原点に位置付けられるアグレッサ２１の一部をなす内側回路２１ｃと並列に接続され得るかを示している。ビクティム２２はまた、ｒ上で、すなわちアグレッサ２１の距離ｒ＝｜ｒ｜で中心に置かれている。補償コイル３１ｐは、コイル２１ｃを囲む。破線は、ショートを含まない、並列接続を保証するのに使用される導体（例えば、ｔｈｏｕｇｈバイアスを含む）、すなわち、安全な接続を保証するように平面外で実現された回路部分を示す。（いかなる整形ループも用いずに）アグレッサ２１で中心に置かれた単一の外側補償ループ３１ｐのみを使用することにより、通常はビクティム２２の水準で漂遊場の過補償をもたらす。
図４は、外側補償ループ３１ｐがどのように、原点に位置付けられるアグレッサ２１の一部をなす内側回路２１ｃと並列に接続され得るかを示している。ビクティム２２はまた、ｒ上で、すなわちアグレッサ２１の距離ｒ＝｜ｒ｜で中心に置かれている。補償コイル３１ｐは、コイル２１ｃを囲む。破線は、ショートを含まない、並列接続を保証するのに使用される導体（例えば、ｔｈｏｕｇｈバイアスを含む）、すなわち、安全な接続を保証するように平面外で実現された回路部分を示す。（いかなる整形ループも用いずに）アグレッサ２１で中心に置かれた単一の外側補償ループ３１ｐのみを使用することにより、通常はビクティム２２の水準で漂遊場の過補償をもたらす。
【0087】
【0088】
２．２．５ 図５Ａ～図５Ｄ
図５Ａ～図５Ｄはまた、内側コイル２１ｃ並びに２つの追加のコイル３２ｐ、３３ｐ；３２ｓ、３３ｓを囲む外側補償ループ３１ｐ、３１ｓを示す。ビクティムは図示されていない。図５Ａ、図５Ｂにおいて、外側ループ３１ｐは、内側コイル２１ｃと並列に接続されている。図５Ａにおいて、整形コイル３２ｐ、３３ｐもそれぞれ、内側コイル２１ｃと並列に接続されているのに対して、図５Ｂにおいて、コイル３２ｓ、３３ｓは、内側コイル２１ｃと直列に接続されている。図５Ｃ及び図５Ｄにおいて、コイルはすべて、別個の回路設計のために直列に接続されている。また、破線は、ショートを含まない接続を保証するように平面外で実現された回路部分を表す。
図５Ａ～図５Ｄはまた、内側コイル２１ｃ並びに２つの追加のコイル３２ｐ、３３ｐ；３２ｓ、３３ｓを囲む外側補償ループ３１ｐ、３１ｓを示す。ビクティムは図示されていない。図５Ａ、図５Ｂにおいて、外側ループ３１ｐは、内側コイル２１ｃと並列に接続されている。図５Ａにおいて、整形コイル３２ｐ、３３ｐもそれぞれ、内側コイル２１ｃと並列に接続されているのに対して、図５Ｂにおいて、コイル３２ｓ、３３ｓは、内側コイル２１ｃと直列に接続されている。図５Ｃ及び図５Ｄにおいて、コイルはすべて、別個の回路設計のために直列に接続されている。また、破線は、ショートを含まない接続を保証するように平面外で実現された回路部分を表す。
【0089】
２．２．６ 図６
図６の例では、量子コンピューティング装置１ａのコンポーネント２１～２３は、セクション１で説明したように、制御ユニット１２、１４に接続されている。アグレッサ２１は、第１の回路２１ｃを介して制御ユニットに接続され、遮蔽回路３１ｃは、カプラ４０を介して回路２１ｃから接続している。キュービットユニット２０ａは、２つの超伝導計算キュービット（トランズモン）２２、２３を有する超伝導キュービットユニットであると想定される。第１のコンポーネント２１は、チューナブルカプラであり、第１の回路２１ｃは、この場合、フラックスラインである。トランズモン２２、２３は、伝送ラインを介してカプラに接続されている。第１の電流信号は、カプラ２１を駆動するよう回路２１ｃを介して印加される一方で、追加の電流信号は、トランズモン２２、２３を駆動するよう第２の回路２２ｃを介して印加される。
図６の例では、量子コンピューティング装置１ａのコンポーネント２１～２３は、セクション１で説明したように、制御ユニット１２、１４に接続されている。アグレッサ２１は、第１の回路２１ｃを介して制御ユニットに接続され、遮蔽回路３１ｃは、カプラ４０を介して回路２１ｃから接続している。キュービットユニット２０ａは、２つの超伝導計算キュービット（トランズモン）２２、２３を有する超伝導キュービットユニットであると想定される。第１のコンポーネント２１は、チューナブルカプラであり、第１の回路２１ｃは、この場合、フラックスラインである。トランズモン２２、２３は、伝送ラインを介してカプラに接続されている。第１の電流信号は、カプラ２１を駆動するよう回路２１ｃを介して印加される一方で、追加の電流信号は、トランズモン２２、２３を駆動するよう第２の回路２２ｃを介して印加される。
【0090】
一実施形態において、別の遮蔽回路（図示されていない）は通常、第２のキュービット２３を保護するのに使用され得る。
【0091】
２．２．７ 図７Ａ及び図７Ｂ
図７Ａ及び図７Ｂは、超伝導キュービットチップレイアウト２０ｂ、２０ｃを表し、ここで、２つのトランズモンタイプの計算キュービット２２、２３は、チューナブルカプラ２１を介して結合される。その結果、計算キュービット２２、２３が動作中にチューナブルカプラ２１によって放出される漂遊磁場を受け得る。キュービット２２、２３は、回路２２ｃに接続されている。伝送ラインは、各キュービット２２、２３をチューナブルカプラ２１に接続している。
図７Ａ及び図７Ｂは、超伝導キュービットチップレイアウト２０ｂ、２０ｃを表し、ここで、２つのトランズモンタイプの計算キュービット２２、２３は、チューナブルカプラ２１を介して結合される。その結果、計算キュービット２２、２３が動作中にチューナブルカプラ２１によって放出される漂遊磁場を受け得る。キュービット２２、２３は、回路２２ｃに接続されている。伝送ラインは、各キュービット２２、２３をチューナブルカプラ２１に接続している。
【0092】
より正確には、キュービットは、固定周波数トランズモン２２、２３であり、それらは、図６に類似して、チューナブルカプラ２１として作用するフラックスチューナブルトランズモンに容量的に結合されている。チューナブルカプラ２１は、カプラ２１の超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）ループを通り抜ける、電流Ｉ（ｔ）及び結果として生じるフラックスΦ（ｔ）を提供するフラックスライン２１ｃによって制御されている。固定周波数キュービット２２、２３のそれぞれは、個々の読み出し共振器Ｒ１、Ｒ２に結合されている。
【0093】
図７Ａはさらに、計算キュービットそれぞれの周辺でコイルされた遮蔽回路（破線）３１ｖを示す。遮蔽回路は、並列にフラックスライン２１ｃから分岐している。
【0094】
図７Ｂは、唯一のチューナブルカプラ２１の周辺でコイル巻きされた遮蔽回路（破線）３１ａを示す。両方の場合において、実施形態によれば、遮蔽回路は、計算キュービットを、チューナブルカプラによって生成される漂遊磁場から遮蔽する。
【0095】
２．２．８ 図８
図８は、図２又は図６で表されるような装置を用いて実行される動作の高度なフローである。段階Ｓ５では、第１の電流信号をアグレッサに、また補償信号を遮蔽回路に同時に印加するようにＳ１０、Ｓ３０、それ自体がコントローラによって制御された信号生成器のシンセサイザ（図示されていない）により、入力信号が合成される。別の信号は、必要に応じて、ビクティムコンポーネントに適宜印加されるＳ２０。出力信号は、例えばコントローラによって正式に収集されるＳ４０。そのような段階は、必要に応じて量子計算を実行するよう繰り返す。
図８は、図２又は図６で表されるような装置を用いて実行される動作の高度なフローである。段階Ｓ５では、第１の電流信号をアグレッサに、また補償信号を遮蔽回路に同時に印加するようにＳ１０、Ｓ３０、それ自体がコントローラによって制御された信号生成器のシンセサイザ（図示されていない）により、入力信号が合成される。別の信号は、必要に応じて、ビクティムコンポーネントに適宜印加されるＳ２０。出力信号は、例えばコントローラによって正式に収集されるＳ４０。そのような段階は、必要に応じて量子計算を実行するよう繰り返す。
【0096】
本発明は限定数の実施形態、変形例、及び添付図面を参照して説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が成され得て、均等物で置換され得ることが当業者らには理解されるだろう。特に、所与の実施形態、変形例において記載されるか、図面において示される特性（デバイスのような、又は方法のような）は、本発明の範囲から逸脱することなく、別の実施形態、変形例又は図面における別の特性と組み合わされ得るか、又は置き換えられ得る。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内に留まる、上記実施形態又は変形例のいずれかに関して説明された特性の様々な組み合わせが企図され得る。さらに、特定の状況又は材料を、本発明の教示に、その範囲から逸脱することなく適合させるべく、多数の軽微な変更が成され得る。故に、本発明は開示された特定の実施形態に限定されないが、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるすべての実施形態を含むことが意図される。さらに、上記で明示的に触れたもの以外に多くの他の変形例が企図され得る。
【0097】
２．２．９ 図９
図９は、本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減する動作を実行するのに好適な、概して９００と称されるコンピューティングデバイスのコンポーネントを表すブロック図である。コンピューティングデバイス９００は、１つ又は複数のプロセッサ９０４（１つ又は複数のコンピュータプロセッサを有する）、通信ファブリック９０２、ＲＡＭ９１６及びキャッシュ９１８を含むメモリ９０６、永続ストレージ９０８、通信ユニット９１２、Ｉ／Ｏインタフェース９１４、ディスプレイ９２２、及び外部デバイス９２０を備える。図９は、一実施形態の単なる例示を提供し、異なる実施形態が実装され得る環境に関していかなる限定も示唆するものではないことが理解されるべきである。表した環境に対する多くの修正が行われ得る。
図９は、本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減する動作を実行するのに好適な、概して９００と称されるコンピューティングデバイスのコンポーネントを表すブロック図である。コンピューティングデバイス９００は、１つ又は複数のプロセッサ９０４（１つ又は複数のコンピュータプロセッサを有する）、通信ファブリック９０２、ＲＡＭ９１６及びキャッシュ９１８を含むメモリ９０６、永続ストレージ９０８、通信ユニット９１２、Ｉ／Ｏインタフェース９１４、ディスプレイ９２２、及び外部デバイス９２０を備える。図９は、一実施形態の単なる例示を提供し、異なる実施形態が実装され得る環境に関していかなる限定も示唆するものではないことが理解されるべきである。表した環境に対する多くの修正が行われ得る。
【0098】
表されるように、コンピューティングデバイス９００は、通信ファブリック９０２で動作して、それが、コンピュータプロセッサ９０４，メモリ９０６、永続ストレージ９０８、通信ユニット９１２、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース９１４の間の通信を提供する。通信ファブリック９０２は、データを渡すのに好適な任意のアーキテクチャで実装され得るか、又はプロセッサ９０４（例えば、マイクロプロセッサ、通信プロセッサ、及びネットワークプロセッサ）、メモリ９０６、外部デバイス９２０、及びシステム内の任意の他のハードウェアコンポーネント間の情報を制御し得る。例えば、通信ファブリック９０２は、１つ又は複数のバスを用いて実装され得る。
【0099】
メモリ９０６及び永続ストレージ９０８は、コンピュータ可読記憶媒体である。表される実施形態において、メモリ９０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９１６及びキャッシュ９１８を有する。一般的に、メモリ９０６は、任意の好適な揮発性又は不揮発性の１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体を有し得る。
【0100】
本発明の実施形態による量子コンピューティングチップのコンポーネントに対する漂遊磁場の影響を低減するためのプログラム命令は、メモリ８０６の１つ又は複数のメモリを介して、各々のコンピュータプロセッサ９０４の１つ又は複数による実行のために、永続ストレージ９０８、又はより一般的には任意のコンピュータ可読記憶媒体に格納され得る。永続ストレージ９０８は、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートディスクドライブ、半導体ストレージデバイス、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又はプログラム命令又はデジタル情報を格納することが可能な任意の他のコンピュータ可読記憶媒体であり得る。
【0101】
永続ストレージ９０８によって使用される媒体はまた、着脱可能である。例えば、着脱可能なハードドライブが永続ストレージ９０８に使用されてよい。他の例には、永続ストレージ９０８の一部でもある別のコンピュータ可読記憶媒体に転送するためにドライブに挿入される光及び磁気ディスク、サムドライブ、及びスマートカードが含まれる。
【0102】
通信ユニット９１２は、これらの例において、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を提供する。これらの例において、通信ユニット９１２は、１つ又は複数のネットワークインタフェースカードを有し得る。通信ユニット９１２は、物理的及び無線通信リンクのいずれか又は両方を用いて通信を提供してよい。本発明のいくつかの実施形態の文脈において、各種入力データの情報源は、入力データが受信されて、出力が同様に通信ユニット９１２を介して伝送され得るように、コンピューティングデバイス９００に対して物理的に遠隔であってよい。
【0103】
Ｉ／Ｏインタフェース９１４は、コンピューティングデバイス９００と連動して動作し得る他のデバイスとのデータの入力及び出力を可能にする。例えば、Ｉ／Ｏインタフェース９１４は、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、又は他の好適な入力デバイスとして存在し得る外部デバイス９２０への接続を提供し得る。外部デバイス９２０はまた、ポータブルコンピュータ可読記憶媒体、例えばサムドライブ、ポータブル光又は磁気ディスク、及びメモリカードを有し得る。本発明の実施形態を実施するのに使用されるソフトウェア及びデータは、そのようなポータブルコンピュータ可読記憶媒体に格納することができ、Ｉ／Ｏインタフェース９１４を介して永続ストレージ９０８にロードし得る。Ｉ／Ｏインタフェース９１４はまた、同様にディスプレイ９２２に接続することができる。ディスプレイ９２２は、データをユーザに表示するメカニズムを提供し、例えば、コンピュータモニタであり得る。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A-5D】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】