ТРАНСМОН РЕЖИМІНДЕГІ КУБИТТЕРДІҢ СПЕКТРЛІК СИПАТТАМАЛАРЫН ЖӘНЕ ЭНЕРГИЯ ДЕҢГЕЙЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛЫМЫН ТАЛДАУ
З. К. Шанина, Н. А. Таймагамбетова, Д. М. Сергеев
Source record
Source: Crossref
Published: Sep 30, 2026
DOI: 10.48081/btouphmath3.2026/214-231
Open original source ↗Source abstract
Мақалада қазіргі заманғы кванттық есептеуіш жүйелердің ең перспективалы базалық элементтерінің бірі - трансмон типті асқын өткізгіш кубиттердің энергия спектрі мен спектрлік сипаттамаларын сандық модельдеу мәселесі қарастырылған. Классикалық Купер жұбының қорабымен салыстырғанда трансмон архитектурасының қоршаған ортадағы диэлектрлік флуктуациялар мен зарядтық шуылдарға жоғары төзімділігінің физикалық-теориялық негіздері талданды. Жұмыс аясында кубиттің операторлық гамильтонианын шекті өлшемді дискретті зарядтық базисте құрудың математикалық моделі әзірленіп, стационарлы Шредингер теңдеуін сандық тәсілмен шешу үшін MATLAB бағдарламалық ортасында матрицалық диагоналдау алгоритмі жүзеге асырылды. Модельдеу барысында кездейсоқ шамалар емес, кванттық электроникада «алтын стандарт» ретінде танылған нақты эталондық эксперименталды параметрлер (E_C= 0.28 ГГц және E_J= 14.0 ГГц) негізге алынды, бұл жүйенің трансмон режиміне толық сәйкестігін қамтамасыз етті. Сандық симуляция нәтижесінде кубиттің алғашқы төрт энергия деңгейінің келтірілген сыртқы ығысу зарядына тәуелділік қисықтары тұрғызылды. Алынған спектрлерді талдау трансмон режимінде зарядтық дисперсияның экспоненциалды түрде басылып, деңгейлердің толықтай тегістелетінін (түзу сызыққа айналатынын) көрсетті, бұл жүйенің дефазировкаға қарсы жоғары когеренттілігін негіздейді. Сонымен қатар, E_J/E_C қатынасының артуымен кубиттің косинусоидальды потенциалының тереңдеуі және оның салдарынан абсолюттік ангармонияның (α) дәрежелі заңдылықпен әлсіреу серпіні зерттелді. Сандық модельдеу арқылы n_g= 0 (оңтайлы нүкте) нүктесінде кубиттің негізгі ауысу жиілігі f_{01} ≈ 5.27 ГГц, ал келесі деңгей жиілігі f_{12} ≈4.98 ГГц екені анықталып, абсолюттік ангармония шамасы α/h≈-290 МГц деп есептелді. Бұл мән жүйенің екі деңгейлі жұмысшы субкеңістігін нақты адресациялауға және жоғары энергетикалық күйлерге кванттық ақпараттың шашырауын болдырмауға толық мүмкіндік береді. Зерттеу барысында құрылған сандық модельдер мен алгоритмдер отандық зертханаларда асқын өткізгіш кванттық процессорлардың чиптерін калибрлеу мен оңтайлы параметрлерін таңдау үшін практикалық құрал ретінде ұсынылады. Кілтті сөздер: асқын өткізгіш кубиттер, трансмон, Джозефсон түйісуі, диагоналдау, ангармония.
Evidence graph
No public relationships recorded yet.
Integrity note: This page is a factual metadata record created by deterministic ingestion. It is not a claim that the work moves a mathematical frontier or has been independently verified.