transmon和Xmon量子位之间有什么区别？

Transmon和Xmon量子位是两种类型的超导电荷量子位，似乎经常用在超导量子设备中。但是，我无法轻松找到它们之间的直接比较。Xmon体系结构（1304.2322）似乎是由Martinis的团队引入的，作为transmon量子位的替代方案，因此我希望前一种体系结构至少在某些方面会更好。另一方面，IBM的设备似乎也使用transmon量子位（cond-mat / 0703002和0712.3581似乎是相关参考）。

从实用的角度来看，两者之间的主要区别是什么（换句话说，何时和为什么一个人偏爱另一个人）？

physical-qubit architecture superconducting-quantum-computing

— 玻璃
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Answers:

Transmon是一个约瑟夫森结和并联的电容器。最初，transmon是差分电路，即，同一芯片上的两个transmon都不以任何方式电气连接。换句话说，transmons没有共享地面参考。此外，在早期，跨界几乎总是嵌入谐波谐振器的中间。谐振器，通常称为“总线谐振器”，用于将多个量子比特耦合在一起，即，嵌入在同一谐振器中的量子比特可以彼此耦合。

与xmon的重要区别在于

Xmon已接地。芯片上的每个xmon均以标称固定的电压连接到公共接地层。
Xmon 没有嵌入谐振器中。每个xmon都通过直接电容耦合到其每个邻居，而不是通过谐振器进行耦合。

如今，几个研究小组在没有总线谐振器的情况下构建了量子比特，并将其称为“ transmons”。

还有更多可以写的。如果有人发表评论要求提供有关transmon和xmon之间差异的任何特定方面的更多详细信息，我会写更多。

名字的历史

Rob Schoelkopf告诉我一个有关“ transmon”这个名字的故事，当时我们在Les Houches暑期学校的“ Quantum Machines”上。电荷量子位遭受低频噪声电荷波动的影响，导致相移。为了解决这个问题，Schoelkopf教授考虑用一点传输线将路口分流。该线路在dc处将是短路，从而允许低频电荷均衡，但是在qubit的谐振频率处将是高阻抗，从而允许谐振。一个的组合反式与结PLAS任务线MON模式导致的名字“transmon”。

最后，事实证明，电容器比传输线更简单，并且具有等效于传输线的作用，因此，量子位是与结并联的电容器。但是，“ transmon”这个名字已经很久了（或者听起来“ capmon”听起来不太好）。

— 丹尼尔·桑克
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您能否谈一谈一个相对于另一个的优势？每种更适合于某些应用程序只是一个问题吗？

— glS

@glS正如您在编辑后的答案中所看到的那样，“ xmon”和“ transmon”之间可能不再真正没有明确定义的区别，因此很难回答。

— DanielSank

@DanielSank您能评论一下差速器与非差速器之间的区别吗？一个人可能比另一个人有优势？也就是说，忽略了不通过总线耦合到其他量子位的xmon方面，仅量子位本身在使用耦合到存储库的孤岛（结）与两个耦合的孤岛之间的区别？

— user129412 '19

因为我似乎记得，差分库珀对盒旨在避免受到相关电荷噪声的影响（但是，transmon并不太在乎电荷噪声），并摆脱了存在非平衡QP的大型存储库产生的频率比在岛上高（但是似乎无效，因为这些岛仍在中毒，再加上跨界岛比一般的CPB岛大得多，因此似乎也没有那么重要）

— user129412

从某种意义上说，Xmon量子位是transmon量子位，因为它们都在 $E_J>>E_c$ CPB哈密顿量的非均匀性，并利用（Koch，2007）中讨论的指数抑制电荷噪声与多项式在非谐波效应中的减小的优势。您可以计算出超导量子谐振器系统的动力学特性，而无需知道方程式是描述Xmon还是Transmon，因此在功能上很难区分Xmon。

另一方面，Xmon中引入了许多重要的设计差异：量子位已接地（如上所述），量子位不再嵌入谐振器中，其可调性很强，使用寿命得到了提高（尽管ibmqx3芯片IBM用于量子体验的量子位与 $T_1\approx40 \space \mu s$ 与原始Xmon寿命匹配）。而且，Xmon的形状非常适合需要密堆积qubit网格的表面代码体系结构。

实际上，还有许多其他Transmon设计提供与Xmon相同的优势。因此，“ transmon vs. Xmon”并不是要问的一般问题。只需选择具有最佳使用寿命和可调性的设计即可。

— 叉40
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