Hardware voor kwantumcomputers
Welke beschrijving van dispersieve uitlezing, die veel wordt gebruikt om supergeleidende qubits uit te lezen, is juist?
- AEr wordt een gelijkstroom door de qubit gestuurd, en de verschillende weerstanden voor 0 en 1 worden als spanning uitgelezen
- BDe kleine verschuiving in de resonantiefrequentie van een resonator die aan de qubit is gekoppeld, afhankelijk van de toestand van de qubit, wordt uitgelezen als verandering in fase of amplitude van een microgolfsignaal
- CFotonen van zichtbaar licht die de qubit uitzendt als hij 1 is, worden met een fotodiode geteld
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. De kleine verschuiving in de resonantiefrequentie van een resonator die aan de qubit is gekoppeld, afhankelijk van de toestand van de qubit, wordt uitgelezen als verandering in fase of amplitude van een microgolfsignaal
Bij dispersieve uitlezing wordt een uitleesresonator waarvan de frequentie ver van die van de qubit ligt (bijvoorbeeld rond 7 GHz) aan de qubit gekoppeld. De resonatorfrequentie verschuift iets, afhankelijk van of de qubit in |0⟩ of |1⟩ is; er wordt dus een zwak microgolfsignaal naar de resonator gestuurd, en de toestand wordt bepaald uit verschillen in fase en amplitude van het gereflecteerde of doorgelaten signaal. Het signaal is uiterst zwak en wordt met zo weinig mogelijk toegevoegde ruis versterkt door cryogene Josephson-parametrische versterkers, HEMT-versterkers op de trap van 4 K en dergelijke, en daarna bij kamertemperatuur verwerkt. Omdat de uitlezing de energie van de qubit niet rechtstreeks absorbeert, blijft de qubit achter in de toestand die bij het meetresultaat hoort.