Français
Menu

Qu'est-ce que Jonction Josephson ?

Structure dans laquelle deux supraconducteurs sont séparés par un film isolant mince, ou une couche similaire, d'environ 1 à 2 nm d'épaisseur. Un courant supraconducteur la traverse sans produire de tension, et elle se comporte comme une inductance non linéaire sans pertes. On l'utilise dans les qubits supraconducteurs, les capteurs magnétiques ultrasensibles (SQUID), les étalons de tension, etc. Pour les qubits, elle est généralement faite d'aluminium et de son oxyde.

Nom japonais: ジョセフソン接合

« Jonction Josephson » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Matériel des ordinateurs quantiques.

Domaine: Matériel des ordinateurs quantiques

S'entraîner : questions sur Jonction Josephson

Quel élément est indispensable pour qu'un qubit supraconducteur (transmon) fonctionne comme qubit ?

  1. AUne diode à jonction pn
  2. BUn MOSFET à grille flottante
  3. CUne jonction Josephson
Afficher la réponse et l'explication

Réponse : C. Une jonction Josephson

Une jonction Josephson est formée de deux supraconducteurs séparés par un film isolant mince d'environ 1 à 2 nm ; un courant supraconducteur la traverse sans produire de tension, et elle se comporte comme une inductance non linéaire sans pertes. Un transmon est un circuit résonant qui associe cette jonction à un condensateur. Dans un résonateur LC ordinaire, formé d'une bobine et d'un condensateur, les niveaux d'énergie sont équidistants, si bien que la transition entre |0⟩ et |1⟩ ne peut pas être adressée seule ; la non-linéarité de la jonction rend l'espacement inégal, ce qui permet d'utiliser les deux niveaux les plus bas comme qubit. La jonction est généralement faite d'aluminium et d'oxyde d'aluminium formé par oxydation de sa surface.

Dans un transmon, la fréquence de la transition |0⟩→|1⟩ vaut 5,0 GHz et l'anharmonicité (fréquence |1⟩→|2⟩ moins fréquence |0⟩→|1⟩) vaut −200 MHz. Quelle est la fréquence de la transition |1⟩→|2⟩ ?

  1. A4,8 GHz
  2. B5,0 GHz
  3. C5,2 GHz
Afficher la réponse et l'explication

Réponse : A. 4,8 GHz

La fréquence |1⟩→|2⟩ vaut 5,0 GHz + (−0,2 GHz) = 4,8 GHz. À cause de la non-linéarité de la jonction Josephson, l'espacement des niveaux diminue légèrement pour les niveaux supérieurs, si bien que la fréquence |1⟩→|2⟩ est plus basse. Une excitation micro-onde à 5,0 GHz est désaccordée par rapport à la transition à 4,8 GHz : le qubit risque donc moins de fuir vers |2⟩, hors du sous-espace du qubit. Toutefois, si les impulsions sont trop courtes, leur étalement en fréquence approche 200 MHz et la fuite vers |2⟩ augmente : on conçoit donc soigneusement la forme des impulsions.

« Jonction Josephson » dans les explications

Questions mentionnant « Jonction Josephson » (3)

  1. Quel élément est indispensable pour qu'un qubit supraconducteur (transmon) fonctionne comme qubit ?
  2. Dans un transmon, la fréquence de la transition |0⟩→|1⟩ vaut 5,0 GHz et l'anharmonicité (fréquence |1⟩→|2⟩ moins fréquence |0⟩→|1⟩) vaut −200 MHz. Quelle est la fréquence de la transition |1⟩→|2⟩ ?
  3. Parmi les facteurs qui limitent le temps de relaxation énergétique T1 des qubits supraconducteurs, lequel est le plus étroitement lié aux procédés de fabrication comme le dépôt de couches minces et le traitement de surface ?

Termes associés

Qubit (bit quantique) Transmon Algorithme de Shor Code de surface (surface code) Correction d'erreurs quantiques (QEC) Cryptographie post-quantique (PQC) Décohérence Intrication quantique (intrication) NISQ Piège à ions (ion trap)

Retour au glossaire