Optimering av tvåkvantbitsgrindar på en supraledande kvantdator
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Program
Publicerad
2021
Författare
Ingelsten, Emil
Nordqvist, Linus
Ozolins, Jesper
Reusch Eide, Alexander
Sahlberg, Elina
Zander, Henrik
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Just nu pågår en kapplöpning om att bygga den största, snabbaste och mest stabila kvantdatorn.
Förutom att realisera kvantbitarna själva på ett stabilt sätt är en annan stor utmaning
att implementera kvantgrindarna som ska operera på kvantbitarna så perfekt som möjligt.
Särskilt flerkvantbitsgrindar har visat sig vara svåra att implementera med tillfredsställande
snabbhet och precision. I denna studie optimerade vi tvåkvantbitsgrindarna iSWAP ochCZ
med avseende på grindfidelitet med hjälp av Python-paketet QuTiP. Mer specifikt gjordes
detta genom att numeriskt modellera uppställningen som i nuläget används på Chalmers
för att implementera tvåkvantbitsgrindar, bestående av två supraledande kvantbitar och en
ställbar kopplare. Med denna uppställning appliceras tvåkvantbitsgrindar genom att modulera
det externa magnetiska flödet (t) för att förändra den ställbara kopplarens karakteristiska
frekvens. Vi lyckades uppnå en iSWAP-grind med fidelitet 0.9967 och operationstid
95 ns, och en CZ-grind med fidelitet 0.9991 och operationstid 114 ns. Dessa operationstider
är avsevärt snabbare än nuvarande implementationer, och fideliteterna är betydligt högre
än vad som tidigare realiserats.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
kvantdator, supraledande kvantbitar, tvåkvantbitsgrindar, grindfidelitet, optimering, iSWAP, CZ, Python, QuTiP