Was ist Transmon?

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.

Antwort: A. 4,8 GHz

Die Frequenz von |1⟩→|2⟩ beträgt 5,0 GHz + (−0,2 GHz) = 4,8 GHz. Wegen der Nichtlinearität des Josephson-Kontakts wird der Niveauabstand zu höheren Niveaus hin etwas kleiner, daher ist die Frequenz von |1⟩→|2⟩ niedriger. Ein Mikrowellenantrieb mit 5,0 GHz ist gegen den Übergang bei 4,8 GHz verstimmt, sodass das Qubit weniger leicht nach |2⟩ außerhalb des Qubit-Unterraums entweicht. Werden die Pulse jedoch zu kurz, nähert sich ihre Frequenzbreite 200 MHz, und das Entweichen nach |2⟩ nimmt zu; die Pulsform wird daher sorgfältig gestaltet.