Wat is Josephson-junctie (Josephson junction)?

Antwoord: C. Een Josephson-junctie

Een Josephson-junctie bestaat uit twee supergeleiders met daartussen een dunne isolerende laag van ongeveer 1 tot 2 nm; er loopt een supergeleidende stroom doorheen zonder dat er een spanning ontstaat, en ze werkt als een verliesvrije niet-lineaire inductor. Een transmon is een resonantiekring die deze junctie combineert met een condensator. In een gewone LC-kring van een spoel en een condensator liggen de energieniveaus op gelijke afstand, zodat de overgang tussen |0⟩ en |1⟩ niet afzonderlijk kan worden aangestuurd; de niet-lineariteit van de junctie maakt de afstanden ongelijk, zodat de twee laagste niveaus als qubit kunnen worden gebruikt. De junctie wordt meestal gemaakt van aluminium en aluminiumoxide dat ontstaat door het oppervlak ervan te oxideren.

Antwoord: A. 4,8 GHz

De frequentie van |1⟩→|2⟩ is 5,0 GHz + (−0,2 GHz) = 4,8 GHz. Door de niet-lineariteit van de Josephson-junctie wordt de afstand tussen de niveaus voor hogere niveaus steeds iets kleiner, dus de frequentie van |1⟩→|2⟩ is lager. Een microgolfaansturing op 5,0 GHz is verstemd ten opzichte van de overgang op 4,8 GHz, zodat de qubit minder snel weglekt naar |2⟩, buiten de qubitruimte. Worden de pulsen echter te kort gemaakt, dan nadert hun frequentiespreiding 200 MHz en neemt het weglekken naar |2⟩ toe; daarom wordt de pulsvorm zorgvuldig ontworpen.