Welches Element ist unverzichtbar, damit ein supraleitendes Qubit (Transmon) als Qubit funktioniert?

Antwort: C. Ein Josephson-Kontakt

Ein Josephson-Kontakt besteht aus zwei Supraleitern, die durch eine etwa 1 bis 2 nm dünne Isolierschicht getrennt sind; ein Suprastrom fließt hindurch, ohne eine Spannung zu erzeugen, und der Kontakt wirkt als verlustfreie nichtlineare Induktivität. Ein Transmon ist ein Schwingkreis, der diesen Kontakt mit einem Kondensator kombiniert. In einem gewöhnlichen LC-Schwingkreis aus Spule und Kondensator liegen die Energieniveaus in gleichen Abständen, sodass sich der Übergang zwischen |0⟩ und |1⟩ nicht gezielt ansteuern lässt; die Nichtlinearität des Kontakts macht die Abstände ungleich, sodass die beiden untersten Niveaus als Qubit dienen können. Der Kontakt besteht üblicherweise aus Aluminium und Aluminiumoxid, das durch Oxidieren der Oberfläche entsteht.