特表 2024-520996 超伝導量子ビットのための駆動が改良されたＪ／ＺＺ動作

(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】2024-05-28

(54)【発明の名称】超伝導量子ビットのための駆動が改良されたＪ／ＺＺ動作

(51)【国際特許分類】

   G06N 10/40 20220101AFI20240521BHJP

   G06N 10/20 20220101ALI20240521BHJP

   G06F 7/38 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G06N10/40

G06N10/20

G06F7/38 510

G06F7/38 610

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023562231

(86)(22)【出願日】2022-05-17

(85)【翻訳文提出日】2023-10-10

(86)【国際出願番号】 EP2022063360

(87)【国際公開番号】W WO2022243338

(87)【国際公開日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】17/324,624

(32)【優先日】2021-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＦＩＲＥＷＩＲＥ

(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

(72)【発明者】

【氏名】カンダーラ、アブヒナヴ

(72)【発明者】

【氏名】マッカイ、デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ラウアー、アイザック

(72)【発明者】

【氏名】マゲサン、イースワー

(57)【要約】

量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、システム、デバイス、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせ。１つの例では、量子デバイスは、各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備えることができる。バイアス・コンポーネントは、各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、量子デバイス。

【請求項2】

前記バイアス・コンポーネントが、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項3】

前記ＣＷトーン間の前記相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項２に記載の量子デバイス。

【請求項4】

前記ＣＷトーン間の前記相対位相差が動的に調整されている間に、前記ＣＷトーンの各振幅が一定のままである、請求項２または３のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項5】

前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる前記ＣＷトーンが共通の周波数を含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項6】

前記共通の周波数が、前記第１または第２の量子ビットの各遷移から非共鳴である周波数を使用して定義される、請求項５に記載の量子デバイス。

【請求項7】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するように前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項8】

前記正味のＺＺ相互作用が、前記第１および第２の量子ビット間の交換結合強度に基づく大きさを有する、請求項７に記載の量子デバイス。

【請求項9】

前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項10】

前記少なくとも１つのＣＷトーンの前記振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項９に記載の量子デバイス。

【請求項11】

前記ＣＷトーンのうちの前記少なくとも１つの前記振幅が動的に調整されている間に、前記ＣＷトーン間の前記相対位相差が一定のままである、請求項９または１０のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項12】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンを調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項13】

前記バイアス・コンポーネントが、前記ＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンが調整されている間に、前記第１および第２の量子ビットの各動作周波数をさらに再較正する、請求項１２に記載の量子デバイス。

【請求項14】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに結合することと、
前記システムによって、前記バイアス・コンポーネントで、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することとを含む、コンピュータ実装方法。

【請求項15】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御し、前記相対位相差を動的に調整することが、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項１４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項16】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記各第１および第２の駆動線のトーンを介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御し、前記少なくとも１つのＣＷトーンの前記振幅を動的に調整することが、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項１４または１５のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項17】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御する、請求項１４ないし１６のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項18】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンを調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御する、請求項１４ないし１７のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項19】

前記システムによって、前記ＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンが調整されている間に、前記第１および第２の量子ビットの各動作周波数を再較正することをさらに含む、請求項１８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項20】

プログラム命令が具現化されているコンピュータ可読ストレージ媒体を備えているコンピュータ・プログラム製品であって、前記プログラム命令が、プロセッサによって実行可能であり、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに動作可能に結合することと、
前記プロセッサによって、前記バイアス・コンポーネントで、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることとを実行させる、コンピュータ・プログラム製品。

【請求項21】

前記プロセッサが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、または前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つの振幅を調整することによって、または前記各第１もしくは第２の駆動線のトーンを介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項２０に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項22】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーン間の相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にし、前記ＣＷトーンが、前記第１または第２の量子ビットの各遷移から非共鳴である周波数を含む、量子デバイス。

【請求項23】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御をさらに容易にする、請求項２２に記載の量子デバイス。

【請求項24】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記第１の駆動線を介して加えられる第１の連続波（ＣＷ）トーンの第１の振幅を動的に調整すること、前記第２の駆動線を介して加えられる第２のＣＷトーンの第２の振幅を動的に調整すること、またはこれらの組み合わせによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、量子デバイス。

【請求項25】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御をさらに容易にする、請求項２４に記載の量子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、量子コンピューティングに関連しており、より詳細には、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にするシステム、デバイス、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせに関連している。

【背景技術】

【0002】

量子コンピューティング・デバイスは、さまざまな構成の超伝導量子ビットから成ることができる。さまざまな事例では、量子ビットは、固定動作周波数を有することができ（例えば、単一のジョセフソン接合を含むトランズモン量子ビットは固定動作周波数を有することができる）、任意の適切な量子コンピューティング基板上の２次元アレイに配置され得る。さまざまな態様では、そのような２次元アレイ内の任意の量子ビットは、最近隣の量子ビットの一部もしくはすべてまたはその両方に、または次の最近隣の量子ビットの一部もしくはすべてまたはその両方に、あるいはその両方に結合され得る。１つまたは複数の隣接する量子ビットの周波数でマイクロ波トーンまたはマイクロ波信号を使用して量子ビットを駆動することによって、２量子ビット・ゲートを実装または構築するための、さまざまな技術またはシステムあるいはその両方が存在する。そのようなマイクロ波駆動トーンを使用して実装された２量子ビット・ゲートは、高いコヒーレンスまたは交差共鳴からの強いＺＸ相互作用あるいはその両方を示すことができ、量子コンピューティング・デバイスの性能または機能あるいはその両方を改善することができる。

【0003】

交差共鳴を含んでいる、マイクロ波駆動トーンを使用して実装された複数の２量子ビット・ゲートは、結合された量子ビット間の交換結合強度Ｊに比例し得るもつれ速度を有することができる。そのため、交換結合強度Ｊを増やすことによって、そのような２量子ビット・ゲートの速度を増やすことができる。しかし、交換結合強度Ｊを増やすことによって、アイドル・ゲート・エラー（idle gate error）および多量子ビット回路の非忠実度（結合された量子ビット間の常に有効な疑似ＺＺ相互作用）の既知の発生源も増える可能性がある。したがって、望ましい交換結合強度Ｊを取得することと、回路性能を低下させる、結合された量子ビット間の常に有効な疑似ＺＺ相互作用との間に、競合が存在することがある。

【発明の概要】

【0004】

以下に、本発明の１つまたは複数の実施形態の基本的理解を可能にするための概要を示す。この概要は、主要な要素または重要な要素を特定するよう意図されておらず、特定の実施形態の範囲または特許請求の範囲を正確に説明するよう意図されていない。この概要の唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明のための前置きとして、概念を簡略化された形態で提示することである。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態では、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にするシステム、デバイス、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせが説明される。

【0005】

実施形態によれば、量子デバイスは、各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備えることができる。バイアス・コンポーネントは、各第１および第２の駆動線を介して加えられた連続波（ＣＷ）トーンを使用して、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。そのような量子デバイスの１つの態様は、量子デバイスがＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができることである。

【0006】

別の実施形態によれば、コンピュータ実装方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに動作可能に結合することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、システムによって、バイアス・コンポーネントを使用して、各第１および第２の駆動線を介して加えられたＣＷトーンで、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することをさらに含むことができる。そのようなコンピュータ実装方法の１つの態様は、コンピュータ実装方法が量子デバイスのＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができることである。

【0007】

別の実施形態によれば、コンピュータ・プログラム製品は、プログラム命令が具現化されているコンピュータ可読ストレージ媒体を備えることができる。プログラム命令は、プロセッサに動作を実行させるために、プロセッサによって実行可能である。これらの動作は、プロセッサによって、各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに動作可能に結合することを含むことができる。これらの動作は、プロセッサによって、バイアス・コンポーネントを使用して、各第１および第２の駆動線を介して加えられたＣＷトーンで、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることをさらに含むことができる。そのようなコンピュータ・プログラム製品の１つの態様は、コンピュータ・プログラム製品が量子デバイスのＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができることである。

【0008】

別の実施形態によれば、量子デバイスは、各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備えることができる。バイアス・コンポーネントは、各第１および第２の駆動線を介して加えられるＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。そのような量子デバイスの１つの態様は、量子デバイスがＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができることである。

【0009】

別の実施形態によれば、量子デバイスは、各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備えることができる。バイアス・コンポーネントは、第１の駆動線を介して加えられる第１のＣＷトーンの第１の振幅を動的に調整すること、第２の駆動線を介して加えられる第２のＣＷトーンの第２の振幅を動的に調整すること、またはこれらの組み合わせによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。そのような量子デバイスの１つの態様は、量子デバイスがＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができることである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる例示的な非限定的デバイスのブロック図を示す図である。

【図2】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、例示的な非限定的量子ビット駆動トーン（または駆動信号）を示す図である。

【図3】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、ＣＷトーン間の相対位相差および第１の量子ビットのＣＷトーンの駆動強度（または振幅）に対するＺＺ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図4】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、異なるＣＷトーンの振幅に関して、交差共鳴駆動強度（cross-resonance drive strength）（または振幅）の関数としてＺＸ速度を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図5】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、ＣＷトーン間の相対位相差および第１の量子ビットのＣＷトーンの振幅に対するＺＺ相互作用強度を描く別の例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図6】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、異なるＣＷトーンの振幅に関して、交差共鳴駆動強度の関数としてＺＸ速度を描く別の例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図7】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、単一量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図8】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、単一量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図9】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、単一量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図10】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、単一量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図11】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、２量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図12】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、２量子ビット・ゲートの動作中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図13】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度の関数としてＺＺ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図14】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度の関数としてＺＸ速度を描く例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図15】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度の関数としてＺＺ相互作用強度を描く別の例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図16】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度の関数としてＺＸ速度を描く別の例示的な非限定的グラフを示す図である。

【図17】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にする例示的な非限定的コンピュータ実装方法のフロー図を示す図である。

【図18】本明細書に記載された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な非限定的動作環境のブロック図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の詳細な説明は、例にすぎず、実施形態、または実施形態の適用もしくは使用、あるいはその両方を制限するよう意図されていない。さらに、先行する「技術分野」または「発明の概要」のセクション、あるいは「発明を実施するための形態」のセクションで提示された、いずれかの明示されたか、または暗示された情報によって制約されるという意図はない。

【0012】

ここで、図面を参照して１つまたは複数の実施形態が説明され、図面全体を通じて、類似する参照番号が、類似する要素を参照するために使用されている。以下の説明では、説明の目的で、１つまたは複数の実施形態を十分に理解できるように、多数の特定の詳細が示されている。しかし、これらの特定の詳細がなくても、さまざまな事例において、１つまたは複数の実施形態が実践され得るということは明らかである。

【0013】

特に示されない限り、以下の定義が本開示全体を通じて使用される。「ＣＲ」は、交差共鳴ゲートを示す。「ＣＷ」は、連続波（例えば、常に有効）を示す。「非調和性」（α）は、第２および第１の励起状態のエネルギー・レベル間の差および量子ビットの遷移（例えば、最低の２つのエネルギー・レベル）を示す。「共鳴状態」は、駆動磁場が、量子系における遷移周波数と同じ周波数にある場合を指す。「ハミルトニアン」は、量子演算に関して表された量子系のエネルギーを示す。「シュタルク・シフト」は、非共鳴駆動磁場に起因する量子系のエネルギー・レベルにおけるシフトを示す。「シュタルク駆動」は、ＡＣシュタルク・シフトを引き起こす非共鳴駆動を示す。「ＺＺ」は、２つの量子ビットが励起されるときの、状態のエネルギーにおけるシフトを示す。「ゲート」は、量子状態を変換する量子系に対する動作を示す。「単一量子ビット・ゲート」は、単一の量子ビットの状態を（例えば、通常はマイクロ波駆動を使用して）変換するゲートを示す。「２量子ビット・ゲート」は、２つの量子ビットの結合状態を変換するゲートを示し、２つの量子ビット間の相互作用の何らかの形態を伴う。

【0014】

古典的コンピュータは、情報を２進状態として格納するか、または表す２進数（またはビット）に対して動作し、計算および情報処理機能を実行する。これに対して、量子コンピューティング・デバイスは、情報を２進状態および２進状態の重ね合わせの両方として格納するか、または表す量子ビット（quantum bits）（または量子ビット（qubits））に対して動作する。そのため、量子コンピューティング・デバイスは、もつれおよび干渉などの量子力学的現象を利用する。

【0015】

量子計算は、古典的な計算ビットの代わりに、量子ビットを基本単位として使用する。量子ビット（例えば、量子２進数）は、古典的ビットの量子力学的類似物である。古典的ビットは、２つのうちの１つのみに基づく状態（例えば、０または１）を使用することができるが、量子ビットは、これらの状態の重ね合わせに基づく状態（例えば、α｜０＞＋β｜１＞、αおよびβは、｜α｜^２＋｜β｜^２＝１となるような複素スカラーである）を使用することができ、理論的には、複数の量子ビットが、同じ数の古典的ビットよりも指数関数的に多い情報を保持することができる。したがって、量子コンピュータ（例えば、古典的ビットのみではなく量子ビットを採用するコンピュータ）は、理論的には、古典的コンピュータにとって極めて困難であることがある問題を素早く解くことができる。古典的コンピュータのビットは、単に０または１のいずれかの値を持つ２進数である。スイッチ、バルブ、磁石、コインなどの、２つの異なる状態を有するほとんどすべてのデバイスは、古典的ビットを表すのに役立つことができる。量子力学の原理に従って動作する量子ビットは、複素スカラーαおよびβを使用して前述したように、０と１の状態の重ね合わせを占めることができる。しかし、量子ビットの状態が測定された場合、結果は０または１のいずれかになるが、計算の過程では、量子ビットは、重ね合わせの状態で発達し、これらの複素係数間に干渉効果が存在することができる。これは、厳密に古典的な確率的計算とは非常に異なっている。一般的な量子プログラムは、計算の量子力学的部分と古典的部分の調整を必要とする。一般的な量子プログラムについて考えるための１つの方法は、量子アルゴリズムを指定し、そのアルゴリズムを実行可能な形態に変換し、実験またはシミュレーションを実行し、結果を分析することに関わるプロセスおよび抽象化を識別することである。量子力学の法則を使用して情報を処理することによって、量子コンピュータは、分子計算、金融リスク計算、最適化などの計算タスクを実行するための新しい方法を提供する。

【0016】

量子コンピューティング・デバイスにおいて実装される１つの一般的な種類の量子回路は、固定された結合を伴う固定周波数トランズモン量子ビットを備える。トランズモンは、量子コンピューティング・デバイスの拡張性を向上させるために量子ビット（quantum bits）（または量子ビット（qubits））を作成することに向かう最有力候補と見なされ得る。そのような量子回路の各量子ビットは、その量子ビットをバイアス・コンポーネントに動作可能に結合するマイクロ波駆動線を含むことができる。実施形態では、そのような量子回路のハミルトニアンは、方程式１によって定義されたハミルトニアンを使用して近似され得る。

【0017】

【数1】

【0018】

上の方程式１に従って、ω_ｉはトランズモンｉの量子ビット周波数（例えば、最低の２つのレベル間のエネルギー分裂）を示し、α_ｉはトランズモンｉの非調和性（例えば、第１および第２のエネルギー・レベル間のエネルギー分裂とω_ｉの間の差）を示し、

【数2】

はトランズモンｉの個数演算子を示し、Ω_ｄ，ｉはトランズモンｉでのマイクロ波駆動の強度を示し、φ_ｄ，ｉは量子ビットｉでの駆動位相を示し、

【数3】

はトランズモンｉの生成演算子を示し、

【数4】

は量子ビットｉの消滅演算子を示し、ω_ｄ，ｉはトランズモンｉでのマイクロ波駆動周波数を示し、Ｊは量子ビット間の交換結合を示し、ｔは時間を示す。実施形態では、方程式１はダフィング振動子近似（duffing oscillator approximation）であることができる。方程式１によって定義されたハミルトニアンは、量子ビット周波数の項、非調和性の項、駆動の項、および量子ビット間を結合することに関連している結合の項を含む。方程式１では、量子ビット周波数の項は

【数5】

に対応し、非調和性の項は

【数6】

に対応し、駆動の項はΩ_ｄ，ｉｃｏｓ（ω_ｄ，ｉｔ＋φ_ｄ，ｉ）に対応し、結合の項は

【数7】

に対応する。

【0019】

場合によっては、「共鳴状態」の駆動信号（例えば、ω_ｄ，ｉ＝ω_ｉ）の印加が単一量子ビット・ゲートを容易にすることができる。すなわち、「共鳴状態」の駆動信号を加えることによって、特定の量子ビットの状態の操作を容易にすることができる。例えば、特定の量子ビットは、基底状態｜０＞と励起状態｜１＞の間で変調することができる。場合によっては、隣接する量子ビットと共鳴する駆動信号を加えることによって、交差共鳴が実行され得る。例えば、ω_ｄ，０＝ω_１またはこの逆の場合に、交差共鳴が実行され得る。そのような交差共鳴を実行することによって、２量子ビット・ゲートを実行するための全マイクロ波の方法を容易にすることができる。

【0020】

方程式１によって定義された固定結合ハミルトニアン（fixed coupling Hamiltonian）の形態の１つの特徴は、「装飾されたフレーム（dressed frame）」（例えば、結合の項を考慮するためにハミルトニアンを対角化した後のフレーム）内に、残余の不要なＺＺ結合が存在する可能性があるということである。実施形態では、残余の不要なＺＺ結合は、方程式２によって定義された式を使用して近似され得る。

【0021】

【数8】

【0022】

交差共鳴を含んでいる複数のマイクロ波のみの２量子ビット・ゲートは、量子ビット間の交換結合Ｊに比例し得るもつれ速度を有することができる。したがって、Ｊを増やすことによって、２量子ビット・ゲートの速度を増やすことができる。しかし、Ｊを増やすことによって、アイドル・エラーおよび多量子ビット回路の非忠実度の既知の発生源であるＺＺを増やすことにつながる可能性もある。２量子ビット・ゲートの速度と疑似クロストークの間のこの競合は、相対的にかなり大きいＪ結合強度を維持しながら、ＺＺの相殺につながることができるエネルギー・シフトを設計するために、複数の結合経路を利用することができる洗練された結合方式によって、改善され得る。しかし、固定周波数アーキテクチャでは、Ｊ／ＺＺ比率における改良は、ストラドリング領域（straddling regime）における量子ビット周波数の配置に敏感であることがある。

【0023】

場合によっては、ＺＺを相殺するために、側波帯遷移へのＣＷ駆動近共振（CW drive near-resonant）が使用され得る。さらに、駆動は、シュタルク誘起されたＺＺゲートを駆動するために、結合された量子ビットの対に対して同じ周波数で同時に使用され得る。実施形態では、結合ハミルトニアンにおける逆回転項を除外するトランズモンの３レベル・モデルが、方程式３によって定義された式を使用して、高電力制限内で近似され得る。

【0024】

【数9】

【0025】

上の方程式に従って、

【数10】

は、方程式２によって与えられる静的ＺＺ相互作用の項を示し、α_ｉは、ｉ番目の量子ビットの非調和性を（方程式１として）示し、Ω_ｉは、量子ビットｉに適用されるシュタルク駆動強度を示し、φｉは、量子ビットｉに適用される駆動のシュタルク位相（Stark phase）を示し、Δ_ｉ，ｄは、非共鳴駆動トーンの周波数と量子ビットｉの動作周波数の間の差を示す。

【0026】

方程式３は、シュタルクによるＺＺの活性化または相殺あるいはその両方が、デチューンに対する駆動電力の比率によって効果的に設定され得るということを示している。方程式３は、シュタルクが駆動トーン間の相対位相の関数であることができ、量子ビット間の交換結合Ｊに比例することもできるということをさらに示している。方程式３は、方程式４によって定義された関係を満たす広範囲の動作パラメータ（例えば、周波数、駆動振幅、または位相差、あるいはその組み合わせ）に関してＺＺの相殺が達成され得るということも示している。

【0027】

【数11】

【0028】

ＺＺを相殺するために側波帯遷移へのＣＷ駆動近共振が使用される場合とは異なり、二重駆動は、広範囲の周波数を容易にすることができ、一般に、側波帯遷移への駆動近共振を伴わない。さらに、二重駆動は、ＺＺの相殺を容易にするための追加のパラメータ（位相差）を導入することができる。

【0029】

図１は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる例示的な非限定的量子デバイス１００のブロック図を示している。図１に示された実施形態例によって例示されているように、量子デバイス１００は、バイアス・コンポーネント１１０、第１の量子ビット１２０、および第２の量子ビット１３０を含む。第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、それぞれ第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５を介して、バイアス・コンポーネント１１０に動作可能に結合されることができる。第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方を実装するのに適している量子ビットの例としては、固定周波数量子ビット、調整可能な量子ビット、トランズモン量子ビット、固定周波数トランズモン量子ビット、調整可能なトランズモン量子ビットなどが挙げられるが、これらに限定されない。実施形態では、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方は、固定周波数の調整不可能な量子ビットであることができる。下でさらに詳細に説明されるように、バイアス・コンポーネント１１０は、各駆動線（例えば、第１の駆動線１２５または第２の駆動線１３５あるいはその両方）を介して加えられた連続波（ＣＷ）トーンを使用して、量子ビット（例えば、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方）間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。そのようなＣＷトーンの特徴を変更することによって、バイアス・コンポーネント１１０の実施形態は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の調整可能な結合１４０を提供することができる。

【0030】

図２は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、例示的な非限定的量子ビット駆動トーン（または駆動信号）を示している。特に、図２は、バイアス・コンポーネント１１０が対応する駆動線を介して第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０にそれぞれ加えることができる例示的な非限定的駆動トーンを描くグラフ２００および２５０を示している。実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０が加える駆動トーンは、マイクロ波駆動トーンであることができる。図２に描かれている各グラフのＹ軸（例えば、グラフ２００の縦軸）は、駆動振幅（または駆動強度）を表し、図２に描かれている各グラフのＸ軸（例えば、グラフ２００の横軸）は、時間を表す。

【0031】

図２によって示されているように、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５をそれぞれ介して、単一量子ビット・パルス・トーン（single-qubit pulse tones）（例えば、単一量子ビット・パルス・トーン２０４、２０６、２１０、２５４、２５６、または２５８、あるいはその組み合わせ）を第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方に加えることができる。単一量子ビット・パルス・トーンの印加は、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方に対する単一量子ビット・ゲート動作を引き起こすことができる。図２は、バイアス・コンポーネント１１０が、対応する駆動線を介して、２量子ビットもつれパルス・トーン（two-qubit entangling pulse tones）（例えば、２量子ビットもつれパルス・トーン２０８または２１２あるいはその両方）を第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０のうちの１つの量子ビットに加えることができるということをさらに示している。第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０のうちの１つの量子ビットへの２量子ビットもつれパルス・トーンの印加は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の２量子ビット・ゲート動作（例えば、交差共鳴を介するＣＮＯＴゲート）を引き起こすことができる。

【0032】

バイアス・コンポーネント１１０は、対応する駆動線を介してＣＷトーンを第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に加えることもできる。例えば、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０にそれぞれ加えることができる。ＣＷトーン２０２は、第１の周波数（例えば、ｆ＿ｓｔａｒｋ）、第１の駆動振幅Ω_０、および第１の駆動位相φ_０を含む。ＣＷトーン２５２は、第２の周波数（例えば、ｆ＿ｓｔａｒｋ）、第２の駆動振幅Ω_１、および第２の駆動位相φ_１を含む。図２の例では、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２は共通の周波数（例えば、ｆ＿ｓｔａｒｋ）を含むことができる。すなわち、ＣＷトーン２０２の第１の周波数およびＣＷトーン２５２の第２の周波数は、実質的に類似することができる。実施形態では、この共通の周波数は、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０あるいはその両方の各遷移から非共鳴である周波数を使用して定義され得る。下でさらに詳細に説明されるように、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン（例えば、ＣＷトーン２０２またはＣＷトーン２５２あるいはその両方）を利用して、量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。すなわち、バイアス・コンポーネント１１０は、そのようなＣＷトーンを利用して、量子ビット間の調整可能なＺＺ相互作用を容易にすることができる。

【0033】

実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２またはＣＷトーン２５２あるいはその両方の間の相対位相差を動的に調整する（または制御する）ことによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。この実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の駆動位相φ_０と第２の駆動位相φ_１の間の位相差が変化するように、第１の駆動位相φ_０または第２の駆動位相φ_１あるいはその両方を動的に調整することができる。例えば、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２は、π／２ラジアンの位相差を有することができる。この例では、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の位相差がπ／２ラジアンから別の位相差（例えば、πラジアン）に変化するように、第１の駆動位相φ_０または第２の駆動位相φ_１あるいはその両方を動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺するか、軽減するか、または大幅に減らすことができる。

【0034】

実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０は、２量子ビット・ゲート動作中に第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用を較正する（または調整する）ことによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる。例えば、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０のうちの１つの量子ビットへの２量子ビットもつれパルス・トーンの印加中に、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を動的に調整する（または制御する）ことができる。この例では、バイアス・コンポーネント１１０は、追加的または代替的に、２量子ビットもつれパルス・トーンの印加中に、第１の駆動振幅Ω_０および第２の駆動振幅Ω_１のうちの少なくとも１つの振幅を調整することができる。

【0035】

当業者は、静的ＺＺ相互作用の項と無関係である対応する２量子ビット・ゲート動作中に、２量子ビットもつれパルス・トーン（例えば、交差共鳴パルス・トーン）がＺＺ相互作用の項を生成できるということを理解するであろう。２量子ビット・ゲート動作中に生成されるそのようなＺＺ相互作用の項は、動的ＺＺ相互作用と呼ばれ得る。バイアス・コンポーネント１１０は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用（例えば、静的ＺＺ相互作用）を動的に較正することによって、２量子ビット・ゲート動作中に正味のＺＺ相互作用を相殺すること、軽減すること、または大幅に減らすことを、容易にすることができる。実施形態では、正味のＺＺ相互作用は、２量子ビット・ゲート動作中の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の交換結合強度Ｊに基づく大きさを有することができる。

【0036】

図３～４は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を使用して第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる実施形態を示している。図３～４によって示された実施形態では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、約４８４１メガヘルツ（ＭＨｚ）および４９６４ＭＨｚの共振周波数をそれぞれ有することができる。ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２は、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０の各遷移から非共鳴である周波数を使用して定義され得る共通の周波数を有することができる。この実施形態では、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２は、５０００ＭＨｚの共通の周波数を有することができる。図３～４では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、－３００ＭＨｚの量子ビット非調和性および４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊをそれぞれ有することもできる。

【0037】

グラフ３００のＹ軸（例えば、グラフ３００の縦軸）は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を表し、グラフ３００のＸ軸（例えば、グラフ３００の横軸）は、バイアス・コンポーネント１１０が第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に加えるＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０を表す。グラフ３００によって示されているように、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用は、方程式３および４と一致するＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差に基づいて変化することができる。例えば、グラフ３００は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が実質的にゼロになることができる低静的ＺＺ相互作用領域３１０を含んでいる。グラフ３００は、低静的ＺＺ相互作用領域３１０が、約πラジアンのＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差に対応する線３２０をほぼ中心としていることを示している。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を約πラジアンに動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺すること、軽減すること、または大幅に減らすことを容易にすることができる。実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０が相対位相差を動的に調整するときに（または調整している間に）、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０およびＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１は一定のままであることができる。

【0038】

グラフ３００は、方程式３および４と一致して、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０（またはこの実施形態では、バイアス・コンポーネントがＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０とＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１の間の約１．２４の一定の比率を維持する限りでは、ＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１）に基づいて第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が変化することもできるということを、さらに示している。例えば、グラフ３００の低静的ＺＺ相互作用領域３１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０のさまざまな値と一致する。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０またはＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１あるいはその両方を動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺すること、軽減すること、または大幅に減らすことを容易にすることもできる。実施形態では、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０またはＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１あるいはその両方を動的に調整するときに（または調整している間に）、一定のままであることができる。

【0039】

図４は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数としてＺＸ速度を描く例示的な非限定的グラフ４００を示している。グラフ４００によって示されているように、バイアス・コンポーネント１１０が第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的相互作用におけるそのような相殺または大幅な減少を容易にするため、４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊに加えて、交差共鳴を介した相対的に高速なＺＸ速度が実現され得る。特に、グラフ４００は、第１の駆動振幅Ω_０のさまざまな値に関して、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差をπラジアンに動的に調整するときに実現され得るＺＸ速度を示している。例えば、線４１０は２５ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４２０は２２ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４３０は１９ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４４０は１６ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４５０は１３ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４６０は１０ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４７０は７ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４８０は４ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線４９０は１ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応する。

【0040】

図５～６は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を使用して第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる別の実施形態を示している。図５～６に示された実施形態例では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０の各共振周波数および量子ビット非調和性は、図３～４によって示された実施形態から変化しないままであることができる。さらに、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２の各周波数は５０００ＭＨｚのままであることができる。図５～６では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、８ＭＨｚの交換結合強度Ｊを有することができる。

【0041】

グラフ５００のＹ軸（例えば、グラフ５００の縦軸）は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を表し、グラフ５００のＸ軸（例えば、グラフ５００の横軸）は、バイアス・コンポーネント１１０が第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に加えるＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０を表す。グラフ３００によって示されているように、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用は、方程式３および４と一致するＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差に基づいて変化することができる。例えば、グラフ５００は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が実質的にゼロになることができる低静的ＺＺ相互作用領域５１０を含んでいる。グラフ５００は、低静的ＺＺ相互作用領域５１０が、約πラジアンのＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差に対応する線５２０をほぼ中心としていることを示している。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を約πラジアンに動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺すること、軽減すること、または大幅に減らすことを容易にすることができる。実施形態では、バイアス・コンポーネント１１０が相対位相差を動的に調整するときに（または調整している間に）、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０およびＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１は一定のままであることができる。

【0042】

グラフ５００は、方程式３および４と一致して、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０（またはこの実施形態では、バイアス・コンポーネントがＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０とＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１の間の約３の一定の比率を維持する限りでは、ＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１）に基づいて第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が変化することもできるということを、さらに示している。例えば、グラフ５００の低静的ＺＺ相互作用領域５１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０のさまざまな値と一致する。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０またはＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１あるいはその両方を動的に調整することによって、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺すること、軽減すること、または大幅に減らすことを容易にすることもできる。実施形態では、ＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０またはＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１あるいはその両方を動的に調整するときに（または調整している間に）、一定のままであることができる。グラフ５００は、結合ハミルトニアンにおける逆回転項をさらに含んでいる。この例では、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用は、１ＭＨｚを超える可能性がある。

【0043】

図６は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数としてＺＸ速度を描く例示的な非限定的グラフ６００を示している。グラフ６００によって示されているように、バイアス・コンポーネント１１０が第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用におけるそのような相殺または大幅な減少を容易にするため、８ＭＨｚの交換結合強度Ｊに加えて、交差共鳴を介した相対的に高速なＺＸ速度が実現され得る。特に、グラフ６００は、第１の駆動振幅Ω_０のさまざまな値に関して、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差をπラジアンに動的に調整するときに実現され得るＺＸ速度を示している。例えば、線６１０は２５ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６２０は２２ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６３０は１９ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６４０は１６ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６５０は１３ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６６０は１０ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６７０は７ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６８０は４ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応し、線６９０は１ＭＨｚの第１の駆動振幅Ω_０に対応する。

【0044】

図７～１０は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、単一量子ビットのランダム化されたベンチマーキング（ＲＢ：randomized benchmarking）の実行中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少の例を示している。特に、図７のグラフ７００および図９のグラフ９００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にしていない、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して実行された同時の単一量子ビットのＲＢの実行の結果をそれぞれ示している。図８のグラフ８００および図１０のグラフ１０００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にしている、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して実行された同時の単一量子ビットのＲＢの実行の結果をそれぞれ示している。図７～１０に描かれている各グラフのＹ軸（例えば、グラフ７００の縦軸）は、各｜１＞励起状態占有率を表し、図７～１０に描かれている各グラフのＸ軸（例えば、グラフ７００の横軸）は、クリフォード長（Clifford Length）またはクリフォード数を表す。実施形態では、図７～１０に描かれている各グラフのＹ軸は、単位なしの小数に対応することができる。この例では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、４９６３．９ＭＨｚおよび４８４１．３ＭＨｚの共振周波数をそれぞれ有することができる。この例では、第１の量子ビット１２０は、１５８．１マイクロ秒（μｓ）の平均Ｔ１コヒーレンス時間および１４４．６μｓの平均Ｔ２コヒーレンス時間を有することができる。この例では、第２の量子ビット１３０は、１２３．９μｓの平均Ｔ１コヒーレンス時間および１２６．７μｓの平均Ｔ２コヒーレンス時間を有することができる。

【0045】

第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して同時の単一量子ビットのＲＢを実行するために、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５をそれぞれ介して、単一量子ビット・パルス・トーンを同時に加えることができる。単一量子ビット・パルス・トーンのこの同時の印加は、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対する７２ナノ秒（ｎｓ）の単一量子ビット・ゲート動作を引き起こすことができる。この例では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、約４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊを有することができる。バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にしなければ、約３１２キロヘルツ（ｋＨｚ）の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が、約４．４ＭＨｚのこの交換結合強度Ｊに伴って生じる可能性がある。約３１２ｋＨｚのこの静的ＺＺ相互作用は、回路性能を低下させることがある。例えば、グラフ７００および９００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にしなければ、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０が約０．０８％の平均エラー率またはクリフォード当たりのエラー（ＥＰＣ：Error per Clifford）をそれぞれ有するということを示している。

【0046】

バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にすれば、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間で、約４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊが維持され得る。しかし、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にすると、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用が、約３１２ｋＨｚから約８ｋＨｚに減らされ得る。第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的相互作用におけるそのような減少は、回路性能における改善を容易にすることができる。例えば、グラフ８００および１０００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にすると、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０の平均エラー率またはＥＰＣが約０．０８％から約０．０３％にそれぞれ改善することを示している。この例では、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して同時の単一量子ビットのＲＢを実行しながら、第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５を介して、５０００ＭＨｚの周波数をそれぞれ有するＣＷトーンを加えることができる。

【0047】

図１１～１２は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、２量子ビットのＲＢの実行中にＣＷトーンによって容易にされる静的ＺＺ相互作用の減少の例を示している。特に、図１１のグラフ１１００および図１２のグラフ１２００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にしている、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して実行された２量子ビットのＲＢの実行の結果をそれぞれ示している。図１１～１２に描かれている各グラフのＹ軸（例えば、グラフ１１００の縦軸）は、各｜１＞励起状態占有率を表し、図１１～１２に描かれている各グラフのＸ軸（例えば、グラフ１１００の横軸）は、クリフォード長またはクリフォード数を表す。実施形態では、図７～１０に描かれている各グラフのＹ軸は、単位なしの小数に対応することができる。この例では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、４９６３．９メガヘルツ（ＭＨｚ）および４８４１．３ＭＨｚの共振周波数をそれぞれ有することができる。この例では、第１の量子ビット１２０は、１５８．１マイクロ秒（μｓ）の平均Ｔ１コヒーレンス時間および１４４．６μｓの平均Ｔ２コヒーレンス時間を有することができる。この例では、第２の量子ビット１３０は、１２３．９μｓの平均Ｔ１コヒーレンス時間および１２６．７μｓの平均Ｔ２コヒーレンス時間を有することができる。

【0048】

第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して同時の２量子ビットのＲＢを実行するために、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の駆動線１２５を介して、２量子ビットもつれパルス・トーンを第１の量子ビット１２０に加えることができる。２量子ビットもつれパルス・トーンのこの印加は、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の２量子ビット・ゲート動作（例えば、交差共鳴を介するＣＮＯＴゲート）を引き起こすことができる。この例では、バイアス・コンポーネント１１０は、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０に対して２量子ビットのＲＢを実行しながら、第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５を介して、５０００ＭＨｚの周波数をそれぞれ有するＣＷトーンを加えることもできる。この例では、２量子ビットのＲＢの実行中に、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用は、約８ｋＨｚになることができる。グラフ１１００および１２００は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーンを使用して静的ＺＺ相互作用の制御を容易にすれば、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０が約０．８％のゲート当たりの平均エラー率（ＥＰＣ／１．５）をそれぞれ有することができるということを示している。

【0049】

図１３は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数として第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフ１３００を示している。グラフ１３００では、線１３１０が、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用に対応し、線１３２０が、ＣＷシュタルク駆動トーン（CW Stark drive tone）の後の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用に対応し、線１３３０が、追加の交差共鳴駆動トーンの後の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用に対応する。図１４は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数としてＺＸ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフ１４００を示している。図１３～１４は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を使用して第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる別の実施形態を示している。

【0050】

図１３～１４によって示された実施形態では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、約４９６３．９ＭＨｚおよび４８４１．２ＭＨｚの共振周波数をそれぞれ有することができる。図１３～１４では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、－３００ＭＨｚの量子ビット非調和性および４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊをそれぞれ有することもできる。ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２は、第１の量子ビット１２０または第２の量子ビット１３０の各遷移から非共鳴である周波数を使用して定義され得る共通の周波数（例えば、５０００ＭＨｚ）を有することができる。バイアス・コンポーネント１１０は、約πラジアンでのＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を設定することができる。図１３～１４では、バイアス・コンポーネント１１０は、２量子ビット・ゲート動作中に正味のＺＺ相互作用を相殺するように、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用を較正することができる。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０およびＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１を１６．０９ＭＨｚおよび１７．３５ＭＨｚにそれぞれ調整することができる。その際に、図１３および１４に示されているように、約３０ＭＨｚの交差共鳴トーンの振幅でのＺＸ動作の場合に、２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用は、実質的にゼロになることができる。

【0051】

図１５は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数として第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフ１５００を示している。グラフ１５００では、線１５１０が、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用に対応し、線１５２０が、ＣＷシュタルク駆動トーンの後の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用に対応し、線１５３０が、追加の交差共鳴駆動トーンの後の第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用に対応する。図１６は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、交差共鳴駆動強度（または振幅）の関数としてＺＸ相互作用強度を描く例示的な非限定的グラフ１６００を示している。図１５～１６は、バイアス・コンポーネント１１０がＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を使用して第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることができる別の実施形態を示している。

【0052】

図１５～１６に示された実施形態では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０の各共振周波数および量子ビット非調和性は、図１３～１４によって示された実施形態から変化しないままであることができる。さらに、ＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２の各周波数は５０００ＭＨｚのままであることができる。図１５～１６では、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０は、４．４ＭＨｚの交換結合強度Ｊを有することもできる。バイアス・コンポーネント１１０は、約πラジアンでのＣＷトーン２０２とＣＷトーン２５２の間の相対位相差を設定することができる。図１５～１６では、バイアス・コンポーネント１１０は、２量子ビット・ゲート動作中に、第１の量子ビット１２０と第２の量子ビット１３０の間の静的ＺＺ相互作用を相殺するようにＣＷトーン２０２およびＣＷトーン２５２を調整することができる。そのため、バイアス・コンポーネント１１０は、ＣＷトーン２０２の第１の駆動振幅Ω_０およびＣＷトーン２５２の第２の駆動振幅Ω_１を１７ＭＨｚおよび２１．８ＭＨｚにそれぞれ調整することができる。その際に、図１５および１６に示されているように、２量子ビット・ゲート動作中の静的ＺＺ相互作用は、実質的にゼロになることができる。

【0053】

図１７は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、量子コンピューティング・デバイスのためのＺＺ相互作用の動的制御を容易にする例示的な非限定的コンピュータ実装方法１７００のフロー図を示している。本明細書に記載された他の実施形態で採用されている類似する要素の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。１７１０で、コンピュータ実装方法１７００は、プロセッサに結合されたシステムによって、各第１および第２の駆動線（例えば、第１の駆動線１２５および第２の駆動線１３５）を介して、バイアス・コンポーネント（例えば、図１のバイアス・コンポーネント１１０）を第１および第２の量子ビット（例えば、第１の量子ビット１２０および第２の量子ビット１３０）に動作可能に結合することを含むことができる。

【0054】

１７２０で、コンピュータ実装方法１７００は、システムによって、バイアス・コンポーネントを使用して、各第１および第２の駆動線を介して加えられるＣＷトーンで、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することを含むことができる。実施形態では、システムは、バイアス・コンポーネントを使用して、ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することができ、相対位相差を動的に調整することが、第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する。実施形態では、システムは、バイアス・コンポーネントを使用して、各第１および第２の駆動線のトーンを介して加えられるＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することができる。実施形態では、少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺することができる。実施形態では、システムは、バイアス・コンポーネントを使用して、第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することができる。実施形態では、システムは、バイアス・コンポーネントを使用して、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を相殺するようにＣＷトーンを調整することによって、第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することができる。

【0055】

実施形態では、コンピュータ実装方法１７００は、システムによって、ＺＺ相互作用を相殺するようにＣＷトーンが調整されている間に、第１および第２の量子ビットの各動作周波数を再較正することをさらに含むことができる。実施形態では、システムは、ラムジー・パルス・シーケンス（Ramsey pulse sequences）を使用して、第１および第２の量子ビットの各動作周波数を再較正することができる。

【0056】

開示される主題のさまざまな態様の背景を提供するために、図１８および以下の説明は、開示される主題のさまざまな態様が実装され得る適切な環境の概要を示すよう意図されている。本開示のさまざまな態様を実装することはコンピュータ１８１２を含むこともできるので、図１８は適切な動作環境１８００を示す。コンピュータ１８１２は、処理ユニット１８１４、システム・メモリ１８１６、およびシステム・バス１８１８を含むこともできる。システム・バス１８１８は、システム・メモリ１８１６を含むが、これに限定されないシステム・コンポーネントを、処理ユニット１８１４に結合する。処理ユニット１８１４は、さまざまな使用可能なプロセッサのいずれかであることができる。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・アーキテクチャが、処理ユニット１８１４として採用されることも可能である。システム・バス１８１８は、ＩＳＡ（Industry Standard Architecture）、ＭＣＡ（Micro Channel Architecture）、ＥＩＳＡ（Enhanced ISA）、ＩＤＥ（Intelligent Drive Electronics）、ＶＥＳＡローカル・バス（ＶＬＢ：VESA Local Bus）、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnects）、カードバス、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）、ＡＧＰ（Advanced Graphics Port）、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（ＩＥＥＥ １０９４）、および小型コンピュータ・システム・インターフェイス（ＳＣＳＩ：Small Computer Systems Interface）を含むが、これらに限定されない、任意のさまざまな使用可能なバス・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、ペリフェラル・バスもしくは外部バス、またはローカル・バス、あるいはその組み合わせを含む、複数の種類のバス構造のいずれかであることができる。システム・メモリ１８１６は、揮発性メモリ１８２０および不揮発性メモリ１８２２を含むこともできる。起動中などにコンピュータ１８１２内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含んでいる基本入出力システム（ＢＩＯＳ：basic input/output system）が、不揮発性メモリ１８２２に格納される。不揮発性メモリ１８２２の例としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read only memory）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ：programmableROM）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ：electrically programmable ROM）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：electrically erasable programmable ROM）、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：random access memory）（例えば、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ：ferroelectric RAM））が挙げられるが、これらに限定されない。揮発性メモリ１８２０は、外部キャッシュ・メモリとして機能するランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含むこともできる。例えばＲＡＭは、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ：static RAM）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：dynamic RAM）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：synchronous DRAM）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ：double data rate SDRAM）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ：enhanced SDRAM）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ：Synchlink DRAM）、ダイレクト・ラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ：direct Rambus RAM）、ダイレクト・ラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ：direct Rambus dynamic RAM）、およびラムバス・ダイナミックＲＡＭなどの、ただしこれらに限定されない、多くの形態で利用可能である。

【0057】

コンピュータ１８１２は、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性のコンピュータ・ストレージ媒体を含むこともできる。例えば図１８は、ディスク・ストレージ１８２４を示している。ディスク・ストレージ１８２４は、磁気ディスク・ドライブ、フロッピー（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、ただしこれらに限定されない、デバイスを含むこともできる。ディスク・ストレージ１８２４は、コンパクト・ディスクＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ：compact disk ROM）デバイス、記録可能ＣＤ（ＣＤ－Ｒ：CD recordable）ドライブ、再書き込み可能ＣＤ（ＣＤ－ＲＷ：CD rewritable）ドライブ、またはデジタル・バーサタイル・ディスクＲＯＭ（ＤＶＤ－ＲＯＭ：digital versatile disk ROM）ドライブなどの光ディスク・ドライブを含むが、これらに限定されないストレージ媒体を、別々に、または他のストレージ媒体と組み合わせて、含むこともできる。システム・バス１８１８へのディスク・ストレージ１８２４の接続を容易にするために、インターフェイス１８２６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イスが通常は使用される。図１８は、ユーザと、適切な動作環境１８００において説明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機能するソフトウェアも示している。そ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１８２８を含むこともできる。ディスク・ストレージ１８２４に格納できるオペレーティング・システム１８２８は、コンピュータ１８１２のリソースを制御し、割り当てるように動作する。システムのアプリケーション１８３０は、例えばシステム・メモリ１８１６またはディスク・ストレージ１８２４のいずれかに格納されたプログラム・モジュール１８３２およびプログラム・データ１８３４を介して、オペレーティング・システム１８２８によるリソースの管理を利用する。さまざまなオペレーティング・システムまたはオペレーティング・システムの組み合わせを使用して本開示が実装され得るということが、理解されるべきである。ユーザは、入力デバイス１８３６を介して、コマンドまたは情報をコンピュータ１８１２に入力する。入力デバイス１８３６は、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチ・パッド、キーボード、マイクロホン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナー・カード、デジタル・カメラ、デジタル・ビデオ・カメラ、Ｗｅｂカメラなどのポインティング・デバイスを含むが、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、インターフェイス・ポート１８３８を介してシステム・バス１８１８を通り、処理ユニット１８１４に接続する。インターフェイス・ポート１８３８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）を含む。出力デバイス１８４０は、入力デバイス１８３６と同じ種類のポートの一部を使用する。このようにして、例えば、ＵＳＢポートを使用して、入力をコンピュータ１８１２に提供し、コンピュータ１８１２から出力デバイス１８４０に情報を出力できる。出力アダプタ１８４２は、特殊なアダプタを必要とする出力デバイス１８４０の中でも特に、モニタ、スピーカ、およびプリンタのような何らかの出力デバイス１８４０が存在することを示すために提供される。出力アダプタ１８４２の例としては、出力デバイス１８４０とシステム・バス１８１８の間の接続の手段を提供するビデオ・カードおよびサウンド・カードが挙げられるが、これらに限定されない。リモート・コンピュータ１８４４などの、その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、入力機能および出力機能の両方を提供すると言うことができる。

【0058】

コンピュータ１８１２は、リモート・コンピュータ１８４４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して、ネットワーク環境内で動作できる。リモート・コンピュータ１８４４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、またはその他の一般的なネットワーク・ノードなどであることができ、通常は、コンピュータ１８１２に関連して説明された要素の多くを含むこともできる。簡潔にするために、メモリ・ストレージ・デバイス１８４６のみが、リモート・コンピュータ１８４４と共に示されている。リモート・コンピュータ１８４４は、ネットワーク・インターフェイス１８４８を介してコンピュータ１８１２に論理的に接続されてから、通信接続１８５０を介して物理的に接続される。ネットワーク・インターフェイス１８４８は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local-area networks）、広域ネットワーク（ＷＡＮ：wide-area networks）、セルラー・ネットワークなどの、有線通信ネットワークまたはワイヤレス通信ネットワークあるいはその両方を包含する。ＬＡＮ技術は、光ファイバ分散データ・インターフェイス（ＦＤＤＩ：Fiber Distributed Data Interface）、銅線分散データ・インターフェイス（ＣＤＤＩ：Copper Distributed Data Interface）、イーサネット（Ｒ）、トークン・リングなどを含む。ＷＡＮ技術は、ポイントツーポイント・リンク、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ：Integrated Services Digital Networks）およびその変形などの回路交換網、パケット交換網、およびデジタル加入者回線（ＤＳＬ：Digital Subscriber Lines）を含むが、これらに限定されない。通信接続１８５０は、ネットワーク・インターフェイス１８４８をシステム・バス１８１８に接続するために採用されたハードウェア／ソフトウェアのことを指す。通信接続１８５０は、説明を明確にするために、コンピュータ１８１２内に示されているが、コンピュータ１８１２の外部に存在することもできる。ネットワーク・インターフェイス１８４８に接続するためのハードウェア／ソフトウェアは、単に例示の目的で、通常の電話の等級のモデム、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、ならびにイーサネット（Ｒ）・カードなどの、内部および外部の技術を含むこともできる。

【0059】

本発明は、任意の可能な統合の技術的詳細レベルで、システム、方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせであってよい。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行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を含んでいるコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持および格納できる有形のデバイスであることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、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、またはこれらの任意の適切な組み合わせであることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読ストレージ媒体のさらに具体的な例の非網羅的リストは、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：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read-only memory）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：erasable programmable read-only memory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：static random access memory）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ：compact disc read-only memory）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disk）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、パンチカードまたは命令が記録されている溝の中の隆起構造などの機械的にエンコードされるデバイス、およびこれらの任意の適切な組み合わせを含むこともできる。本明細書において使用されるとき、コンピュータ可読ストレージ媒体は、それ自体が、電波または他の自由に伝搬する電磁波、導波管または他の送信媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、あるいはワイヤを介して送信される電気信号などの一過性の信号であると解釈されるべきではない。

【0060】

本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体から各コンピューティング・デバイス／処理デバイスへ、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、広域ネットワーク、または無線ネットワーク、あるいはその組み合わせ）を介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスへダウンロードされ得る。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス送信、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、あるいはその組み合わせを備えることができる。各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェイスは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納するために転送する。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、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ：instruction-set-architecture）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、あるいは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また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み合わせで記述されたソース・コードまたはオブジェクト・コードであることができる。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実行すること、ユーザのコンピュータ上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的に実行すること、ユーザのコンピュータ上およびリモート・コンピュータ上でそれぞれ部分的に実行すること、あるいはリモート・コンピュータ上またはサーバ上で全体的に実行することができる。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）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、または接続は、（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介して）外部コンピュータに対して行われ得る。一部の実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えばプログラマブル論理回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ：programmable logic arrays）を含む電子回路は、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、電子回路をカスタマイズするための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。

【0061】

本発明の態様は、本明細書において、本発明の実施形態に従って、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て説明される。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、ならびに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含まれるブロックの組み合わせが、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ということが理解されるであろう。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ム可能な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ブロックに指定される機能／動作を実施する手段を作り出すべく、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ム可能な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であることができる。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が格納されたコンピュータ可読ストレージ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ブロックに指定される機能／動作の態様を実施する命令を含んでいる製品を備えるように、コンピュータ可読ストレージ媒体に格納され、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組み合わせに特定の方式で機能するように指示できるものであることもできる。コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他のデバイス上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ブロックに指定される機能／動作を実施するように、コンピュータ実装プロセスを生成すべく、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに読み込まれ、一連の操作可能な動作を、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他のデバイス上で実行させるものであることもできる。

【0062】

図内のフローチャートおよびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態に従って、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のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関連して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、規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な命令を含んでいる、命令のモジュール、セグメント、または部分を表すことができる。一部の代替の実装では、ブロックに示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で発生することができる。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、含まれている機能に応じて、実質的に同時に実行されるか、または場合によっては逆の順序で実行され得る。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、ならびに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含まれるブロックの組み合わせは、規定された機能または動作を実行するか、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせを実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ることができるということにも注意する。

【0063】

上記では、１つのコンピュータまたは複数のコンピュータあるいはその両方で実行されるコンピュータ・プログラム製品のコンピュータ実行可能命令との一般的な関連において、本主題が説明されたが、当業者は、本開示が他のプログラム・モジュールと組み合わせられるか、または他のプログラム・モジュールと組み合わせて実装され得るということを認識するであろう。通常、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するか、あるいはその両方を行うルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含む。さらに、当業者は、本発明のコンピュータ実装方法が、シングルプロセッサ・コンピュータ・システム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、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またはプログラム可能な家庭用電化製品または産業用電子機器などを含む、他のコンピュータ・システム構成を使用して実践され得るということを理解するであろう。示された態様は、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内で実践されることも可能である。ただし、本開示の態様の全部ではないとしても一部は、スタンドアロン・コンピュータ上で実践され得る。分散コンピューティング環境において、プログラム・モジュールは、ローカルおよびリモートの両方のメモリ・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コンポーネントは、１つまたは複数の分散されたメモリ・ユニットを含むことができるか、または１つまたは複数の分散されたメモリ・ユニットから成ることができる、メモリから実行され得る。本明細書において使用されるとき、「メモリ」および「メモリ・ユニット」は交換可能である。さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、コンピュータ実行可能コンポーネントのコードを、分散された方法で、例えば、１つまたは複数の分散されたメモリ・ユニットからのコードを実行するように結合しているか、または協調して動作している複数のプロセッサで、実行することができる。本明細書において使用されるとき、「メモリ」という用語は、１つの位置での単一のメモリまたはメモリ・ユニット、あるいは１つまたは複数の位置での複数のメモリまたはメモリ・ユニットを包含することができる。

【0064】

本出願において使用されるとき、「コンポーネント」、「システム」、「プラットフォーム」、「インターフェイス」などの用語は、１つまたは複数の特定の機能を含むコンピュータ関連の実体または操作可能なマシンに関連する実体を指すことができるか、またはそれらの実体を含むことができるか、あるいはその両方が可能である。本明細書で開示された実体は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかであることができる。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、またはコンピュータ、あるいはその組み合わせであることができるが、これらに限定されない。例として、サーバ上で実行されるアプリケーションおよびサーバの両方が、コンポーネントであることができる。１つまたは複数のコンポーネントが、プロセス内または実行のスレッド内あるいはその両方に存在することができ、コンポーネントは、１つのコンピュータ上に局在するか、または２つ以上のコンピュータ間で分散されるか、あるいはその両方が可能である。別の例では、各コンポーネントは、さまざまなデータ構造が格納されているさまざまなコンピュータ可読媒体から実行できる。コンポーネントは、１つまたは複数のデータ・パケット（例えば、ローカル・システム内または分散システム内の別のコンポーネントと情報をやりとりするか、またはインターネットなどのネットワークを経由して、信号を介して他のシステムと情報をやりとりするか、あるいはその両方によって情報をやりとりする、１つのコンポーネントからのデータ）を含んでい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できる。別の例として、コンポーネントは、電気または電子回路によって操作される機械的部品によって提供される特定の機能を有する装置であることができ、プロセッサによって実行されるソフトウェア・アプリケーションまたはファームウェア・アプリケーションによって操作される。そのような場合、プロセッサは、装置の内部または外部に存在することができ、ソフトウェア・アプリケーション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できる。さらに別の例として、コンポーネントは、機械的部品を含まない電子コンポーネントを介して特定の機能を提供する装置であることができ、それらの電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能の少なくとも一部を与えるソフトウェアまたはファームウェアを実行するためのプロセッサまたは他の手段を含むことができる。１つの態様では、コンポーネントは、例えばクラウド・コンピューティング・システム内で、仮想マシンを介して電子コンポーネントをエミュレートすることができる。

【0065】

加えて、「または」という用語は、排他的論理和ではなく、包含的論理和を意味するよう意図されている。すなわち、特に指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸがＡまたはＢを採用する」は、自然な包含的順列のいずれかを意味するよう意図されている。すなわち、ＸがＡを採用するか、ＸがＢを採用するか、またはＸがＡおよびＢの両方を採用する場合、「ＸがＡまたはＢを採用する」が、前述の事例のいずれかにおいて満たされる。さらに、本明細書および添付の図面において使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、単数形を対象にすることが特に指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「１つまたは複数」を意味すると一般に解釈されるべきである。本明細書において使用されるとき、「例」または「例示的」あるいはその両方の用語は、例、事例、または実例となることを意味するために使用される。誤解を避けるために、本明細書で開示された主題は、そのような例によって制限されない。加えて、「例」または「例示的」あるいはその両方として本明細書に記載された任意の態様または設計は、他の態様または設計よりも好ましいか、または有利であると必ずしも解釈されず、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除外するよう意図されていない。

【0066】

本明細書において使用されるとき、「プロセッサ」という用語は、シングルコア・プロセッサと、ソフトウェアのマルチスレッド実行機能を備えるシングルプロセッサと、マルチコア・プロセッサと、ソフトウェアのマルチスレッド実行機能を備えるマルチコア・プロセッサと、ハードウェアのマルチスレッド技術を備えるマルチコア・プロセッサと、並列プラットフォームと、分散共有メモリを備える並列プラットフォームとを含むが、これらに限定されない、実質的に任意の計算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：application specific integrated circuit）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ：programmable logic controller）、複合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ：complex programmable logic device）、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア・コンポーネント、あるいは本明細書に記載された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせを指すことができる。さらに、プロセッサは、空間利用を最適化し、ユーザ機器の性能を向上するために、分子および量子ドットベースのトランジスタ、スイッチ、およびゲートなどの、ただし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、計算処理ユニットの組み合わせとして実装されてもよい。本開示では、コンポーネントの動作および機能に関連する「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」、および実質的に任意の他の情報格納コンポーネントなどの用語は、「メモリ・コンポーネント」、「メモリ」内に具現化された実体、またはメモリを備えているコンポーネントを指すために使用される。本明細書に記載されたメモリまたはメモリ・コンポーネントあるいはその両方が、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれかであることができ、あるいは揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を含むことができるということが、理解されるべきである。不揮発性メモリの例としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read only memory）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ：programmable ROM）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ：electrically programmable ROM）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：electrically erasable ROM）、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：random access memory）（例えば、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ：ferroelectric RAM））が挙げられるが、これらに限定されない。揮発性メモリは、例えば外部キャッシュ・メモリとして機能できる、ＲＡＭを含むことができる。例えばＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：dynamic RAM）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：synchronous DRAM）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ：double data rate SDRAM）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ：enhanced SDRAM）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ：SynchlinkDRAM）、ダイレクト・ラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ：direct Rambus RAM）、ダイレクト・ラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ：direct Rambus dynamic RAM）、およびラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ：Rambus dynamic RAM）などの、ただしこれらに限定されない、多くの形態で利用可能である。さらに、本明細書において開示されたシステムまたはコンピュータ実装方法のメモリ・コンポーネントは、これらおよび任意の他の適切な種類のメモリを含むが、これらに限定されない、メモリを含むよう意図されている。

【0067】

前述した内容は、システムおよびコンピュータ実装方法の単なる例を含んでいる。当然ながら、本開示を説明する目的で、コンポーネントまたはコンピュータ実装方法の考えられるすべての組み合わせについて説明することは不可能であるが、当業者は、本開示の多くのその他の組み合わせおよび並べ替えが可能であるということを認識できる。さらに、「含む」、「有する」、「所有する」などの用語が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、付録、および図面において使用される範囲では、それらの用語は、「備えている」が特許請求における暫定的な用語として使用されるときに解釈されるような、用語「備えている」と同様の方法で、包含的であるよう意図されている。

【0068】

さまざまな実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることは意図されておらず、開示された実施形態に制限されない。説明された実施形態の範囲および思想から逸脱しない多くの変更および変形が、当業者にとって明らかであろう。本明細書で使用された用語は、実施形態の原理、実際の適用、または市場で見られる技術を超える技術的改良を最も適切に説明するため、または他の当業者が本明細書で開示された実施形態を理解できるようにするために選択されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、量子デバイス。

【請求項2】

前記バイアス・コンポーネントが、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項3】

前記ＣＷトーン間の前記相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項２に記載の量子デバイス。

【請求項4】

前記ＣＷトーン間の前記相対位相差が動的に調整されている間に、前記ＣＷトーンの各振幅が一定のままである、請求項２または３のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項5】

前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる前記ＣＷトーンが共通の周波数を含む、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項6】

前記共通の周波数が、前記第１または第２の量子ビットの各遷移から非共鳴である周波数を使用して定義される、請求項５に記載の量子デバイス。

【請求項7】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するように前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項8】

前記正味のＺＺ相互作用が、前記第１および第２の量子ビット間の交換結合強度に基づく大きさを有する、請求項７に記載の量子デバイス。

【請求項9】

前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項10】

前記少なくとも１つのＣＷトーンの前記振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項９に記載の量子デバイス。

【請求項11】

前記ＣＷトーンのうちの前記少なくとも１つの前記振幅が動的に調整されている間に、前記ＣＷトーン間の相対位相差が一定のままである、請求項９または１０のいずれか一項に記載の量子デバイス。

【請求項12】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンを調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項１に記載の量子デバイス。

【請求項13】

前記バイアス・コンポーネントが、前記ＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンが調整されている間に、前記第１および第２の量子ビットの各動作周波数をさらに再較正する、請求項１２に記載の量子デバイス。

【請求項14】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに結合することと、
前記システムによって、前記バイアス・コンポーネントで、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御することとを含む、コンピュータ実装方法。

【請求項15】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御し、前記相対位相差を動的に調整することが、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項１４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項16】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記各第１および第２の駆動線のトーンを介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御し、前記少なくとも１つのＣＷトーンの前記振幅を動的に調整することが、前記第１および第２の量子ビット間の静的ＺＺ相互作用を相殺する、請求項１４または１５のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項17】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御する、請求項１４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項18】

前記システムが、前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンを調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を動的に制御する、請求項１４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項19】

前記システムによって、前記ＺＺ相互作用を相殺するように前記ＣＷトーンが調整されている間に、前記第１および第２の量子ビットの各動作周波数を再較正することをさらに含む、請求項１８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項20】

コンピュータに、
各第１および第２の駆動線を介して、バイアス・コンポーネントを第１および第２の量子ビットに動作可能に結合することと、
前記バイアス・コンポーネントで、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーンを使用して、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にすることとを実行させる、コンピュータ・プログラム。

【請求項21】

前記バイアス・コンポーネントを使用して、前記ＣＷトーン間の相対位相差を動的に調整することによって、または前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つの振幅を調整することによって、または前記各第１もしくは第２の駆動線のトーンを介して加えられる前記ＣＷトーンのうちの少なくとも１つのＣＷトーンの振幅を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、請求項２０に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項22】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記各第１および第２の駆動線を介して加えられる連続波（ＣＷ）トーン間の相対位相差を動的に調整することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にし、前記ＣＷトーンが、前記第１または第２の量子ビットの各遷移から非共鳴である周波数を含む、量子デバイス。

【請求項23】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御をさらに容易にする、請求項２２に記載の量子デバイス。

【請求項24】

各第１および第２の駆動線を介して第１および第２の量子ビットに動作可能に結合されたバイアス・コンポーネントを備える量子デバイスであって、前記バイアス・コンポーネントが、前記第１の駆動線を介して加えられる第１の連続波（ＣＷ）トーンの第１の振幅を動的に調整すること、前記第２の駆動線を介して加えられる第２のＣＷトーンの第２の振幅を動的に調整すること、またはこれらの組み合わせによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御を容易にする、量子デバイス。

【請求項25】

前記バイアス・コンポーネントが、前記第１および第２の量子ビット間の２量子ビット・ゲート動作中の正味のＺＺ相互作用を相殺するために、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用を較正することによって、前記第１および第２の量子ビット間のＺＺ相互作用の動的制御をさらに容易にする、請求項２４に記載の量子デバイス。

【国際調査報告】