조셉슨 접합과 커패시터를 조합한 초전도 큐비트. 주파수는 일반적으로 수 GHz이며, 접합의 비선형성에 의해 에너지 준위의 간격이 등간격이 아니게 되어, 가장 낮은 두 준위를 큐비트로 사용한다. 전하 잡음의 영향을 받기 어렵게 한 설계로, 초전도 방식에서 널리 쓰이고 있다.
일본어 명칭: トランズモン
트랜스몬(Transmon)은(는) 양자 컴퓨터의 하드웨어 등 1개 분야의 연습 문제 3개에 나와요.
분야: 양자 컴퓨터의 하드웨어
정답: C. 조셉슨 접합
조셉슨 접합은 두 초전도체 사이에 두께 1~2 nm 정도의 얇은 절연막을 끼운 구조로, 전압이 생기지 않고 초전도 전류가 흐르며, 손실 없는 비선형 인덕터로 동작합니다. 트랜스몬은 이 접합과 커패시터를 조합한 공진 회로입니다. 보통의 코일과 커패시터로 된 LC 공진 회로에서는 에너지 준위가 등간격으로 늘어서므로 |0⟩과 |1⟩ 사이의 전이만을 골라 조작할 수 없지만, 접합의 비선형성에 의해 준위 간격이 등간격이 아니게 되어 가장 낮은 두 준위를 큐비트로 쓸 수 있습니다. 접합은 알루미늄과, 그 표면을 산화한 알루미늄 산화막으로 만드는 것이 일반적입니다.
트랜스몬은 이 접합과 커패시터를 조합한 공진 회로입니다.
초전도 큐비트(트랜스몬)가 큐비트로 동작하기 위해 빼놓을 수 없는 소자는?트랜스몬에 쓰는 알루미늄은 약 1.2 K 이하에서 초전도가 되어 저항에 의한 손실이 없어집니다.
초전도 큐비트를 희석 냉동기로 10~20 mK 정도까지 냉각하여 동작시키는 주된 이유는?큐비트(Qubit) 조셉슨 접합(Josephson Junction) 희석 냉동기(Dilution Refrigerator) 열잡음(존슨 잡음) 이동도 밴드갭(Bandgap) 결어긋남(Decoherence) 쇼어 알고리즘(Shor's Algorithm) 스핀 큐비트(Spin Qubit) 양자 게이트(Quantum Gate)