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Matériel des ordinateurs quantiques

Quelle est la raison principale pour laquelle les qubits supraconducteurs sont refroidis à environ 10 à 20 mK dans un réfrigérateur à dilution ?

  1. APour rendre supraconducteurs le câblage et les jonctions, et pour rendre suffisamment faibles l'excitation thermique des qubits et le bruit thermique
  2. BParce que le refroidissement élargit la bande interdite du silicium et élève la fréquence du qubit
  3. CParce que la mobilité des électrons augmente à basse température, ce qui rend les opérations de porte 1000 fois plus rapides qu'à température ambiante
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Réponse : A. Pour rendre supraconducteurs le câblage et les jonctions, et pour rendre suffisamment faibles l'excitation thermique des qubits et le bruit thermique

L'aluminium utilisé dans les transmons devient supraconducteur en dessous d'environ 1,2 K, ce qui supprime les pertes résistives. De plus, l'énergie hf d'un qubit de fréquence voisine de 5 GHz correspond à une température d'environ 0,24 K : si l'énergie thermique kT n'est pas rendue bien plus petite que cette valeur, le qubit est excité thermiquement vers |1⟩ et du bruit thermique arrive par le câblage. La température de l'hélium liquide, environ 4 K, ne suffit donc pas, et les qubits sont refroidis à environ 10 mK par un réfrigérateur à dilution qui utilise un mélange d'hélium 3 et d'hélium 4. La vitesse d'un qubit n'est pas fixée par la mobilité, et les qubits supraconducteurs n'utilisent pas la bande interdite du silicium.

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