JP7205850B2 - Variable magnetic coupling circuit - Google Patents

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本発明は、可変磁気結合回路に関する。 The present invention relates to variable magnetic coupling circuits.

近年、磁束量子ビットなどの回路要素間の可変磁気結合を行う可変磁気結合回路が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。このような従来の可変磁気結合回路では、磁束制御（磁束バイアス）を用いて、可変磁気結合を制御していた。 In recent years, variable magnetic coupling circuits that perform variable magnetic coupling between circuit elements such as flux qubits have been known (see, for example, Non-Patent Document 1). In such a conventional variable magnetic coupling circuit, magnetic flux control (flux bias) is used to control the variable magnetic coupling.

R.Harris, et al.,“Compound Josephson-junction coupler for flux qubits with minimal crosstalk”PHYSICAL REVIEW B 80, 052506(2009)R. Harris, et al., “Compound Josephson-junction coupler for flux qubits with minimal crosstalk” PHYSICAL REVIEW B 80, 052506 (2009)

しかしながら、上述した従来の可変磁気結合回路では、制御に２系統の磁束バイアスを必要とするため、磁束バイアス同士の混線が発生することがあった。また、従来の可変磁気結合回路では、磁束バイアスによって磁気結合を制御するために、例えば、立体的に配線を交差させるクロスオーバ構造などの複雑な構造を必要としていた。 However, since the above-described conventional variable magnetic coupling circuit requires two systems of magnetic flux biases for control, crosstalk between the magnetic flux biases may occur. In addition, conventional variable magnetic coupling circuits require a complicated structure such as a crossover structure in which wires intersect three-dimensionally, for example, in order to control magnetic coupling by magnetic flux bias.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、構造を簡略化しつつ、制御における混線を低減することができる可変磁気結合回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable magnetic coupling circuit capable of reducing crosstalk in control while simplifying the structure.

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、磁束の状態を有する回路要素である被結合対象の間で磁気結合する可変磁気結合回路であって、ループ状に電流が流れる超伝導体のループ経路と、前記ループ経路上に配置されたインダクタ部と、前記ループ経路上に配置され、前記ループ経路上で直列接続された少なくとも２つのジョセフソン接合を有し、前記２つのジョセフソン接合による干渉であるアハロノフ・キャッシャー効果を利用して、与えられた電荷に基づいて、前記被結合対象の間の磁気結合強度を変更する結合強度変更部とを備えることを特徴とする可変磁気結合回路である。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention provides a variable magnetic coupling circuit that magnetically couples between objects to be coupled, which are circuit elements having a state of magnetic flux, in which a superconductor through which current flows in a loop an inductor section arranged on the loop path; and at least two Josephson junctions arranged on the loop path and connected in series on the loop path, the two Josephson junctions A variable magnetic coupling circuit characterized by comprising a coupling strength changing unit that changes the magnetic coupling strength between the objects to be coupled based on a given charge by using the Aharonov-Casher effect, which is interference by is.

また、本発明の一態様は、上記の可変磁気結合回路において、磁気結合される２つの前記被結合対象のうちの少なくとも１つは、超伝導量子回路であることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, in the variable magnetic coupling circuit described above, at least one of the two magnetically coupled targets is a superconducting quantum circuit.

また、本発明の一態様は、上記の可変磁気結合回路において、磁気結合される２つの前記被結合対象は、いずれも磁束量子ビット回路であることを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the variable magnetic coupling circuit described above, both of the two coupling targets to be magnetically coupled are magnetic flux qubit circuits.

また、本発明の一態様は、上記の可変磁気結合回路において、磁気結合される２つの前記被結合対象は、磁束量子ビット回路と超伝導共振回路とであることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, in the variable magnetic coupling circuit described above, the two objects to be coupled that are magnetically coupled are a flux qubit circuit and a superconducting resonance circuit.

また、本発明の一態様は、上記の可変磁気結合回路において、磁気結合される２つの前記被結合対象には、第１の被結合対象と、第２の被結合対象とが含まれ、前記結合強度変更部は、前記第１の被結合対象と前記第２の被結合対象との結合を解除するゼロ結合状態にする場合に、前記第１の被結合対象と前記ループ経路との間の第１の相互インダクタンス、前記第２の被結合対象と前記ループ経路との間の第２の相互インダクタンス、及び前記ループ経路の自己インダクタンスに基づく結合強度を示す可変成分と、前記第１の被結合対象と前記第２の被結合対象との間の第３の相互インダクタンスに基づく結合強度を示す固定成分とが打ち消すように、前記電荷が与えられることを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the variable magnetic coupling circuit described above, the two coupling targets to be magnetically coupled include a first coupling target and a second coupling target, and The coupling strength changing unit is configured to change the coupling between the first coupling target and the second coupling target to a zero coupling state in which coupling between the first coupling target and the second coupling target is released, A variable component indicating a coupling strength based on a first mutual inductance, a second mutual inductance between the second object to be coupled and the loop path, and a self-inductance of the loop path; and the first coupled object. The charge is applied such that a fixed component indicating coupling strength based on a third mutual inductance between the object and the second object to be coupled cancels out.

また、本発明の一態様は、上記の可変磁気結合回路において、前記インダクタ部は、前記ループ経路上に配置された１つ以上のジョセフソン接合を備えることを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the variable magnetic coupling circuit described above, the inductor section includes one or more Josephson junctions arranged on the loop path.

本発明によれば、構造を簡略化しつつ、制御における混線を低減することができる。 According to the present invention, crosstalk in control can be reduced while simplifying the structure.

第１の実施形態による可変磁気結合回路の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a variable magnetic coupling circuit according to a first embodiment; FIG. 第１の実施形態による可変磁気結合回路の電荷制御の動作原理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operating principle of charge control of the variable magnetic coupling circuit according to the first embodiment; 第１の実施形態による可変磁気結合回路におけるゼロ結合の動作原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of operation of zero coupling in the variable magnetic coupling circuit by a 1st embodiment. 第１の実施形態による可変磁気結合回路によって、磁束量子ビットを結合する場合の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of coupling magnetic flux qubits by the variable magnetic coupling circuit according to the first embodiment; 第２の実施形態による可変磁気結合回路の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a variable magnetic coupling circuit according to a second embodiment; FIG.

以下、本発明の実施形態による可変磁気結合回路について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, variable magnetic coupling circuits according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態による可変磁気結合回路１の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、可変磁気結合回路１は、ループ経路１１と、コイル１２と、結合強度変更部１３とを備える。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a variable magnetic coupling circuit 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the variable magnetic coupling circuit 1 includes a loop path 11, a coil 12, and a coupling strength changing section 13.

可変磁気結合回路１は、磁束の状態（電流の状態）を有する回路要素である被結合対象（２１、２２）の間で磁気結合する超伝導量子回路である。可変磁気結合回路１は、例えば、被結合対象２１と、被結合対象２２との間に配置され、被結合対象２１と被結合対象２２との間の磁気結合を制御する。
なお、本実施形態において、被結合対象２１と被結合対象２２とは、特に区別しない場合には、被結合対象２０として説明する。 The variable magnetic coupling circuit 1 is a superconducting quantum circuit that magnetically couples objects to be coupled (21, 22), which are circuit elements having a magnetic flux state (current state). The variable magnetic coupling circuit 1 is arranged, for example, between the target to be coupled 21 and the target to be coupled 22 and controls the magnetic coupling between the target to be coupled 21 and the target to be coupled 22 .
In the present embodiment, the target to be linked 21 and the target to be linked 22 will be described as the target to be linked 20 unless otherwise distinguished.

被結合対象２０（第１の被結合対象の一例）は、磁束の状態（電流の状態）を有する回路要素であり、例えば、超伝導体のループ経路と、インピーダンス部とを備える超伝導量子回路である。被結合対象２０は、例えば、磁束量子ビット、超伝導共振回路、等である。なお、超伝導量子回路には、抵抗成分は含まれない。
図１において、被結合対象２１は、超伝導量子回路であり、ループ経路２１１と、インピーダンス部２１２とを備える。 The target to be coupled 20 (an example of the first target to be coupled) is a circuit element having a magnetic flux state (current state), for example, a superconducting quantum circuit including a superconducting loop path and an impedance section. is. The object to be coupled 20 is, for example, a magnetic flux qubit, a superconducting resonant circuit, or the like. Note that a superconducting quantum circuit does not include a resistance component.
In FIG. 1 , the object to be coupled 21 is a superconducting quantum circuit and includes a loop path 211 and an impedance section 212 .

ループ経路２１１は、超伝導体で構成されたループ状の経路である。また、インピーダンス部２１２は、インピーダンスＺＡを有する。
また、被結合対象２１は、ループ経路２１１に電流ＩＡが流れている状態であるものとする。 The loop path 211 is a loop-shaped path made of a superconductor. Also, the impedance section 212 has an impedance ZA .
It is also assumed that the object to be coupled 21 is in a state in which the current IA is flowing through the loop path 211 .

また、被結合対象２２（第２の被結合対象の一例）は、超伝導量子回路であり、ループ経路２２１と、インピーダンス部２２２とを備える。
ループ経路２２１は、超伝導体で構成されたループ状の経路である。また、インピーダンス部２２２は、インピーダンスＺＢを有する。
また、被結合対象２２は、ループ経路２２１に電流ＩＢが流れている状態であるものとする。 Also, the object to be coupled 22 (an example of the second object to be coupled) is a superconducting quantum circuit and includes a loop path 221 and an impedance section 222 .
The loop path 221 is a loop-shaped path made of a superconductor. Also, the impedance section 222 has an impedance ZB .
It is also assumed that the object to be coupled 22 is in a state in which the current IB is flowing through the loop path 221 .

ループ経路１１は、超伝導体で構成された経路であり、ループ状に電流が流れる超伝導体の配線である。ループ経路１１の経路上には、後述するジョセフソン接合１３１及びジョセフソン接合１３２と、コイル１２とが配置されている。また、ループ経路１１は、磁束Φでバイアスされているものとする。
コイル１２（インダクタ部の一例）は、ループ経路１１上に配置されたインダクタである。 The loop path 11 is a path made of a superconductor, and is wiring of the superconductor through which current flows in a loop. Josephson junctions 131 and 132 , which will be described later, and the coil 12 are arranged on the loop path 11 . It is also assumed that the loop path 11 is biased with a magnetic flux Φ.
Coil 12 (an example of an inductor section) is an inductor arranged on loop path 11 .

結合強度変更部１３は、ループ経路１１上に配置され、直列接続された少なくとも２つのジョセフソン接合（１３１，１３２）を有し、与えられた電荷に基づいて、被結合対象２０の間の磁気結合強度を変更する。結合強度変更部１３は、例えば、電圧源３０から電圧を印加することで、ジョセフソン接合（１３１，１３２）の間の超伝導体に電荷を与えて、アハロノフ・キャッシャー効果（Aharonov Casher効果）によって、被結合対象２１と被結合対象２２との間の磁気結合強度を変更する。なお、以下の説明において、電荷を与えることを、電荷バイアスと表記することがある。 The coupling strength changing part 13 is arranged on the loop path 11 and has at least two Josephson junctions (131, 132) connected in series, and based on the given electric charge, the magnetic field between the objects to be coupled 20 is changed. Change bond strength. The coupling strength changing unit 13, for example, applies a voltage from the voltage source 30 to charge the superconductor between the Josephson junctions (131, 132), and the Aharonov Casher effect causes , changes the magnetic coupling strength between the object to be coupled 21 and the object to be coupled 22 . In the following description, giving an electric charge may be referred to as charge bias.

結合強度変更部１３は、電圧源３０からの電圧に基づく電荷バイアスを変更することで、例えば、２つの被結合対象２０の間の磁気結合を解除するゼロ結合の状態から、２つの被結合対象２０の間を磁気結合させる状態まで、被結合対象２０の磁気結合強度を変更する。
また、結合強度変更部１３は、ジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２と、コンデンサ１３３とを備える。 By changing the charge bias based on the voltage from the voltage source 30, the coupling strength changing unit 13 changes the magnetic coupling between the two objects to be coupled 20 from the state of zero coupling to release the magnetic coupling between the two objects to be coupled 20, for example. The magnetic coupling strength of the object to be coupled 20 is changed until the object 20 to be coupled is magnetically coupled.
Also, the coupling strength changing unit 13 includes a Josephson junction 131 , a Josephson junction 132 , and a capacitor 133 .

ジョセフソン接合１３１及びジョセフソン接合１３２は、ループ経路１１上に、例えば、直列に接続され、ループ経路１１上の超伝導体の間に、絶縁体などのトンネル障壁により弱結合を設けることで形成される。
なお、本実施形態において、ジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２とは、結合強度変更部１３が備える任意のジョセフソン接合を示す場合、又は、特に区別しない場合には、ジョセフソン接合１３０として説明する。 The Josephson junctions 131 and 132 are connected in series on the loop path 11, for example, and are formed by providing weak coupling between the superconductors on the loop path 11 by a tunnel barrier such as an insulator. be done.
In the present embodiment, the Josephson junction 131 and the Josephson junction 132 are referred to as the Josephson junction 130 when indicating arbitrary Josephson junctions provided in the coupling strength changing unit 13, or when they are not particularly distinguished. explain.

コンデンサ１３３は、第１端がジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２との間の超伝導体（ループ経路１１）に接続され、第２端が電圧源３０に接続されている。コンデンサ１３３は、電圧源３０から印加された電圧によって、ジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２との間の超伝導体に電荷バイアスを与えるために利用される。コンデンサ１３３の第１端側（ジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２との間の超伝導体に接続される側）の電極は、電荷バイアスが与えられる（印加される）電極として機能する。 Capacitor 133 has a first end connected to the superconductor (loop path 11 ) between Josephson junctions 131 and 132 and a second end connected to voltage source 30 . Capacitor 133 is utilized to provide a charge bias to the superconductor between Josephson junction 131 and Josephson junction 132 by a voltage applied from voltage source 30 . The electrode on the first end side of capacitor 133 (the side connected to the superconductor between Josephson junction 131 and Josephson junction 132) functions as an electrode to which a charge bias is applied (applied).

電圧源３０は、例えば、電池などの直流電源であり、結合強度変更部１３に電荷バイアスを印加するために、電圧を結合強度変更部１３のコンデンサ１３３に電圧を供給する。電圧源３０は、結合強度変更部１３に供給する電圧を変更可能に構成されており、供給する電圧を変更することにより、可変磁気結合回路１の磁気結合強度（被結合対象２０の間の磁気結合の強度）を制御可能である。 The voltage source 30 is, for example, a DC power supply such as a battery, and supplies voltage to the capacitor 133 of the coupling strength changing section 13 in order to apply a charge bias to the coupling strength changing section 13 . The voltage source 30 is configured to be able to change the voltage supplied to the coupling strength changing section 13. By changing the voltage to be supplied, the magnetic coupling strength of the variable magnetic coupling circuit 1 (magnetic strength of binding) can be controlled.

次に、本実施形態による可変磁気結合回路１の電荷制御の動作原理について説明する。
図２は、本実施形態による可変磁気結合回路１の電荷制御の動作原理を説明する図である。
図２に示すように、本実施形態による可変磁気結合回路１では、ジョセフソン接合１３１と、ジョセフソン接合１３２との間のループ経路１１に電荷バイアスを与えると、ループ経路１１内の磁束と、ループ経路１１外の磁束との間で、トンネル効果に２つの経路ができる。この２つの経路は、ジョセフソン接合１３１を経由する経路と、ジョセフソン接合１３２を経由する経路とである。可変磁気結合回路１では、この２つの経路の間で干渉が発生し、ジョセフソン接合１３１とジョセフソン接合１３２との間の電荷ｑの大きさによって、干渉の状態が変化する。そのため、電荷バイアスを変化させることにより、ループ経路１１内の磁束と、ループ経路１１外の磁束との間で、トンネル効果を制御することが可能になる。 Next, the operating principle of charge control of the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operating principle of charge control of the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 2, in the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment, when a charge bias is applied to the loop path 11 between the Josephson junctions 131 and 132, the magnetic flux in the loop path 11, Between the magnetic flux outside the loop path 11, there are two paths for the tunnel effect. These two paths are a path via Josephson junction 131 and a path via Josephson junction 132 . In the variable magnetic coupling circuit 1, interference occurs between these two paths, and the state of interference changes depending on the magnitude of the charge q between the Josephson junctions 131 and 132. FIG. Therefore, by varying the charge bias, it is possible to control the tunneling effect between the magnetic flux inside the loop path 11 and the magnetic flux outside the loop path 11 .

このように、本実施形態による可変磁気結合回路１では、電荷バイアスによる干渉の変化（アハロノフ・キャッシャー効果）を利用したトンネル効果の制御により、被結合対象２０の間の磁気結合強度を変更する。この場合、磁束バイアスでなく電荷バイアスによって制御するため、被結合対象２０の磁束の状態への影響を抑制できる。 As described above, in the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment, the magnetic coupling strength between the objects 20 to be coupled is changed by controlling the tunneling effect using the change in interference due to charge bias (Aharonov-Casher effect). In this case, since the control is performed not by the magnetic flux bias but by the charge bias, the influence on the state of the magnetic flux of the object to be coupled 20 can be suppressed.

なお、可変磁気結合回路１における被結合対象２０の間の磁気結合強度Ｌｅｆｆは、以下の式（１）で表される。 Note that the magnetic coupling strength Leff between the coupling targets 20 in the variable magnetic coupling circuit 1 is represented by the following equation (1).

Figure 0007205850000001
Figure 0007205850000001

ここで、ＭＡＣは、ループ経路２１１とループ経路１１との間の相互インダクタンスであり、ＭＢＣは、ループ経路２２１とループ経路１１との間の相互インダクタンスである。また、ＭＡＢは、ループ経路２１１とループ経路２２１との間の相互インダクタンスである。また、Ｌは、ループ経路１１の自己インダクタンスである。 Here, M AC is the mutual inductance between loop path 211 and loop path 11 and M BC is the mutual inductance between loop path 221 and loop path 11 . Also, M AB is the mutual inductance between loop path 211 and loop path 221 . Also, L is the self-inductance of the loop path 11 .

式（１）の第１項は、相互インダクタンスＭＡＣ（第１の相互インダクタンス）、相互インダクタンスＭＢＣ（第２の相互インダクタンス）、及びループ経路１１の自己インダクタンスＬに基づく結合強度を示す可変成分である。また、式（１）の第２項は、相互インダクタンスＭＡＢ（第３の相互インダクタンス）に基づく結合強度を示す固定成分である。
なお、（１／Ｌ）は、エネルギーＥを磁束Φにより２回微分した、以下の式（２）で表される。また、ここでのエネルギーＥは、基底状態のエネルギーであり、可変磁気結合回路１は、常に基底状態で動作する。 The first term of equation (1) is a variable component that indicates the coupling strength based on mutual inductance M AC (first mutual inductance), mutual inductance M BC (second mutual inductance), and self-inductance L of loop path 11. is. Also, the second term in equation (1) is a fixed component that indicates the coupling strength based on the mutual inductance M AB (third mutual inductance).
Note that (1/L) is represented by the following equation (2) obtained by differentiating the energy E twice with the magnetic flux Φ. The energy E here is the ground state energy, and the variable magnetic coupling circuit 1 always operates in the ground state.

Figure 0007205850000002
Figure 0007205850000002

電荷バイアスによる干渉の変化によって、磁束Φに対するエネルギーＥの曲線が変化するため、結合強度変更部１３は、与えられた電荷バイアスによって、上記の式（２）により、（１／Ｌ）を制御し、上述した第１項の可変成分の値を変更することで、磁気結合強度Ｌｅｆｆを制御する。 Since the curve of the energy E with respect to the magnetic flux Φ changes due to the change in the interference due to the charge bias, the coupling strength changing unit 13 controls (1/L) by the above equation (2) with the given charge bias. , the magnetic coupling strength Leff is controlled by changing the value of the variable component of the first term.

次に、本実施形態による可変磁気結合回路１におけるゼロ結合を行う場合について説明する。
図３は、本実施形態による可変磁気結合回路１におけるゼロ結合の動作原理を説明する図である。 Next, the case of performing zero coupling in the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operating principle of zero coupling in the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment.

図３において、グラフの縦軸は、結合強度を示し、横軸は、電荷ｑ／（２ｅ）を示している。ここで、ｅは、電気素量である。また、波形Ｗ１は、電荷ｑ／（２ｅ）の変化に対する上記の式（１）の第１項（可変成分）の変化を示している。また、波形Ｗ２は、上記の式（１）の第２項（固定成分）を示している。 In FIG. 3, the vertical axis of the graph indicates the bond strength, and the horizontal axis indicates the charge q/(2e). where e is the elementary charge. A waveform W1 represents the change in the first term (variable component) of the above equation (1) with respect to the change in the charge q/(2e). A waveform W2 indicates the second term (fixed component) of the above equation (1).

波形Ｗ１の第１項（可変成分）は、（１／Ｌ）が上述した式（２）によりエネルギーＥの磁束Φに対する２階微分であるため、負の値になっており、電荷ｑ０において、第１項（可変成分の値と、波形Ｗ２の第２項（固定成分）の値とが等しくなる。すなわち、結合強度変更部１３は、電荷ｑ０が与えられることにより、磁気結合強度Ｌｅｆｆを“０”（ゼロ）にすることが可能である。 The first term (variable component) of the waveform W1 has a negative value because (1/L) is the second derivative of the energy E with respect to the magnetic flux Φ according to the above equation (2). The value of the first term (variable component) and the value of the second term (fixed component) of the waveform W2 become equal. It can be 0" (zero).

このように、本実施形態による可変磁気結合回路１では、結合強度変更部１３は、被結合対象２１と被結合対象２２との結合を解除するゼロ結合状態にする場合に、式（１）の第１項（可変成分）と、式（１）の第２項（固定成分）とが打ち消すように、電荷ｑ０が与えられる。 As described above, in the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment, the coupling strength changing unit 13 changes the coupling between the target to be coupled 21 and the target to be coupled 22 to the zero-coupling state in which A charge q0 is given such that the first term (variable component) and the second term (fixed component) of equation (1) cancel out.

次に、図４を参照して、本実施形態による可変磁気結合回路１を磁束量子ビットの結合に使用した場合の一例について説明する。
図４は、本実施形態による可変磁気結合回路１によって、磁束量子ビットを結合する場合の一例を示すブロック図である。 Next, an example in which the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment is used for coupling magnetic flux qubits will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of coupling magnetic flux qubits by the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment.

図４に示すように、可変磁気結合回路１は、２つの被結合対象２０の間に接合され、２つの被結合対象２０は、それぞれ磁束量子ビット（磁束量子ビット回路）である。
被結合対象２１は、磁束量子ビットであり、インピーダンス部２１２として、ジョセフソン接合２１２Ａ、ジョセフソン接合２１２Ｂ、及びジョセフソン接合２１２Ｃを備える。 As shown in FIG. 4, the variable magnetic coupling circuit 1 is joined between two coupled objects 20, and the two coupled objects 20 are magnetic flux qubits (flux qubit circuits).
The object to be coupled 21 is a magnetic flux qubit, and includes a Josephson junction 212A, a Josephson junction 212B, and a Josephson junction 212C as the impedance section 212 .

ジョセフソン接合２１２Ａ、ジョセフソン接合２１２Ｂ、及びジョセフソン接合２１２Ｃは、ループ経路２１１上に、直列に接続されている。また、ジョセフソン接合２１２Ａ及びジョセフソン接合２１２Ｂは、ジョセフソン接合２１２Ｃよりも臨界電流が大きく設定されている。 Josephson junction 212 A, Josephson junction 212 B, and Josephson junction 212 C are connected in series on loop path 211 . Also, the Josephson junctions 212A and 212B are set to have a larger critical current than the Josephson junction 212C.

また、被結合対象２２は、磁束量子ビットであり、インピーダンス部２２２として、ジョセフソン接合２２２Ａ、ジョセフソン接合２２２Ｂ、及びジョセフソン接合２２２Ｃを備える。 Also, the object to be coupled 22 is a magnetic flux qubit, and includes a Josephson junction 222A, a Josephson junction 222B, and a Josephson junction 222C as the impedance section 222 .

ジョセフソン接合２２２Ａ、ジョセフソン接合２２２Ｂ、及びジョセフソン接合２２２Ｃは、ループ経路２２１上に、直列に接続されている。また、ジョセフソン接合２２２Ａ及びジョセフソン接合２２２Ｂは、ジョセフソン接合２２２Ｃよりも臨界電流が大きく設定されている。 Josephson junction 222 A, Josephson junction 222 B, and Josephson junction 222 C are connected in series on loop path 221 . Also, the Josephson junctions 222A and 222B are set to have a larger critical current than the Josephson junction 222C.

図４において、可変磁気結合回路１は、電圧源３０によって供給される電圧が制御されることによって、結合強度変更部１３に与えられる電荷が制御される。可変磁気結合回路１では、結合強度変更部１３に与えられる電荷の制御によって、磁束量子ビットである２つの被結合対象２０の間の磁気結合強度を、ゼロ結合状態から強い磁気結合状態である深結合状態まで制御することが可能である。ここで、深結合状態とは、例えば、磁気結合強度が、量子ビット、又は共振回路の周波数と同程度以上となる結合状態である。 In FIG. 4 , in the variable magnetic coupling circuit 1 , electric charge given to the coupling strength changing section 13 is controlled by controlling the voltage supplied by the voltage source 30 . In the variable magnetic coupling circuit 1, the magnetic coupling strength between the two coupling targets 20, which are magnetic flux qubits, is changed from the zero coupling state to the strong magnetic coupling state by controlling the charge applied to the coupling strength changing unit 13. It is possible to control up to the bonding state. Here, the deep coupling state is, for example, a coupling state in which the magnetic coupling strength is approximately equal to or higher than the frequency of the qubit or resonant circuit.

以上説明したように、本実施形態による可変磁気結合回路１は、磁束の状態（電流の状態）を有する回路要素である被結合対象２０の間で磁気結合する可変磁気結合回路であって、ループ経路１１と、コイル１２（インダクタ部）と、結合強度変更部１３とを備える。ループ経路１１は、ループ状に電流が流れる超伝導体の経路（配線）である。コイル１２は、ループ経路１１上に配置されるインダクタである。結合強度変更部１３は、ループ経路１１上に配置され、直列接続された少なくとも２つのジョセフソン接合１３０（１３１，１３２）を有し、与えられた電荷（電荷バイアス）に基づいて、被結合対象２０の間の磁気結合強度を変更する。 As described above, the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment is a variable magnetic coupling circuit that magnetically couples between the coupling target 20, which is a circuit element having a magnetic flux state (current state), and includes a loop It includes a path 11 , a coil 12 (inductor section), and a coupling strength changing section 13 . The loop path 11 is a superconductor path (wiring) through which current flows in a loop. Coil 12 is an inductor placed on loop path 11 . The coupling strength changing section 13 is arranged on the loop path 11 and has at least two Josephson junctions 130 (131, 132) connected in series, and based on a given charge (charge bias), a target to be coupled 20 to change the magnetic coupling strength.

これにより、本実施形態による可変磁気結合回路１は、結合強度変更部１３に与えられた電荷（電荷バイアス）によって、２つのジョセフソン接合１３０（１３１，１３２）による干渉であるアハロノフ・キャッシャー効果によって、被結合対象２０の間の磁気結合強度を変更することができる。
本実施形態による可変磁気結合回路１では、電荷（電荷バイアス）によって、磁気結合強度を変更することができるため、以下の３つの特性を満たすことが可能である。
（ａ）被結合対象２０の間のゼロ結合の実現
（ｂ）制御における磁束バイアス同士の混線の低減
（ｃ）クロスオーバ構造などの複雑な構造を必要としない構造の簡略化 As a result, the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment can achieve the Aharonov-Casher effect, which is the interference between the two Josephson junctions 130 (131, 132), due to the charge (charge bias) applied to the coupling strength changing unit 13. , the magnetic coupling strength between the coupled objects 20 can be changed.
In the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment, since the magnetic coupling strength can be changed by electric charge (charge bias), it is possible to satisfy the following three characteristics.
(a) Realization of zero coupling between objects 20 to be coupled (b) Reduction of crosstalk between magnetic flux biases in control (c) Simplification of structure that does not require a complicated structure such as a crossover structure

本実施形態による可変磁気結合回路１は、電荷バイアスによって磁気結合強度を制御するため、２系統の磁束バイアスを必要とした従来の可変磁気結合回路に比べて、磁束バイアスによる制御を１系統減らすことができる。なお、ここでの従来の２系統の磁束デバイスとは、１系統は、磁束Φをゼロではない動作点にバイアスするためのものであり、もう１系統は、磁気結合強度の制御用である。 Since the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment controls the magnetic coupling strength by the charge bias, compared with the conventional variable magnetic coupling circuit that requires two systems of magnetic flux biases, one system of control by the magnetic flux bias can be reduced. can be done. Note that the conventional two-system magnetic flux device here is one for biasing the magnetic flux Φ to a non-zero operating point, and the other for controlling the magnetic coupling strength.

例えば、可変磁気結合回路がｒｆ－ＳＱＵＩＤ（Radio Frequency-Superconducting Quantum Interference Device）であり、磁気結合が１０箇所必要な超伝導量子回路があった場合に、２系統の磁束バイアスを必要とした従来の可変磁気結合回路では、Ｃ（２０，２）＝１９０通りの混線チャネルの組合せが発生することになる。これに対して、本実施形態による可変磁気結合回路１は、ｒｆ－ＳＱＵＩＤである場合には、１系統の磁束バイアスと１系統の電荷バイアスを必要であるため、混線チャネルの組合せは、磁束バイアス同士の混線と電荷バイアス同士の混線とを併せてもＣ（１０，２）×２＝９０通りであり、従来の可変磁気結合回路の半分以下となる。そのため、本実施形態による可変磁気結合回路１は、制御における混線の低減することができる。 For example, if the variable magnetic coupling circuit is an rf-SQUID (Radio Frequency-Superconducting Quantum Interference Device) and there is a superconducting quantum circuit that requires 10 magnetic couplings, the conventional magnetic flux bias that requires two systems In the variable magnetic coupling circuit, C(20, 2)=190 crosstalk channel combinations are generated. On the other hand, if the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment is an rf-SQUID, one system of magnetic flux bias and one system of charge bias are required. Combining the crosstalk between the biases and the crosstalk between the charge biases, the number is C(10, 2)×2=90, which is less than half that of the conventional variable magnetic coupling circuit. Therefore, the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment can reduce crosstalk in control.

また、本実施形態では、ジョセフソン接合１３０は、例えば、π接合のような特殊なジョセフソン接合である必要はない。ただし、ジョセフソン接合１３０は、π接合のような特殊なジョセフソン接合であってもよく、この場合、磁束Φがゼロでよいため、磁束Φをゼロではない動作点にバイアスするために使用していた直流磁束バイアスを１系統低減できる。 Also, in this embodiment, the Josephson junction 130 need not be a special Josephson junction such as a π junction, for example. However, Josephson junction 130 may be a special Josephson junction, such as a π junction, in which case the flux Φ can be zero and is used to bias the flux Φ to a non-zero operating point. It is possible to reduce one system of DC magnetic flux bias.

また、本実施形態による可変磁気結合回路１は、電荷バイアスによる制御であるため、従来の可変磁気結合回路のような立体的な配線の交差であるクロスオーバ構造を必要としない。そのため、本実施形態による可変磁気結合回路１は、構造を簡略化（単純化）することが可能であり、製造工程を簡略化することが可能である。 Moreover, since the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment is controlled by a charge bias, it does not require a crossover structure, which is a crossover of three-dimensional wiring, unlike the conventional variable magnetic coupling circuit. Therefore, the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment can be simplified (simplified) in structure, and the manufacturing process can be simplified.

また、本実施形態では、磁気結合される２つの被結合対象２０のうちの少なくとも１つは、超伝導量子回路である。例えば、磁気結合される２つの被結合対象２０は、いずれも磁束量子ビット（磁束量子ビット回路）である（図４参照）。
これにより、本実施形態による可変磁気結合回路１は、例えば、磁束量子ビットなどの超伝導量子回路の間の磁気結合を適切に制御することができる。 Also, in this embodiment, at least one of the two magnetically coupled targets 20 is a superconducting quantum circuit. For example, the two magnetically coupled targets 20 are both flux qubits (flux qubit circuits) (see FIG. 4).
Thereby, the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment can appropriately control magnetic coupling between superconducting quantum circuits such as flux qubits.

また、本実施形態では、磁気結合される２つの被結合対象２０のうちの少なくとも１つは、磁束量子ビット又は超伝導共振回路であってもよい。例えば、磁気結合される２つの被結合対象２０は、磁束量子ビットと超伝導共振回路とであってもよい。
このように、本実施形態による可変磁気結合回路１では、様々な超伝導量子回路の間の磁気結合に利用することができる。本実施形態による可変磁気結合回路１は、例えば、量子アニール方式などの量子コンピュータにおいて、磁束量子ビット同士の可変磁気結合に容易に利用することができる。 Also, in this embodiment, at least one of the two magnetically coupled targets 20 may be a flux qubit or a superconducting resonant circuit. For example, the two coupled objects 20 to be magnetically coupled may be a flux qubit and a superconducting resonant circuit.
Thus, the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment can be used for magnetic coupling between various superconducting quantum circuits. The variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment can be easily used for variable magnetic coupling between magnetic flux qubits in a quantum computer such as a quantum annealing system.

この場合、量子コンピュータは、可変磁気結合回路１と同様の効果を奏し、回路構成や演算操作を簡略化することができるとともに、混線の低減及び演算操作速度の向上が期待できる。また、本実施形態による可変磁気結合回路１は、従来の磁束バイアス制御の可変磁気結合回路１との互換性を有しているため、量子コンピュータの一部の可変磁気結合回路を、本実施形態による可変磁気結合回路１に置き換えることも可能である。
なお、量子コンピュータは、量子アニール方式に限定されるものではなく、他の方式の量子コンピュータであってもよい。 In this case, the quantum computer has the same effects as the variable magnetic coupling circuit 1, can simplify the circuit configuration and arithmetic operation, and can be expected to reduce crosstalk and improve the speed of arithmetic operation. In addition, since the variable magnetic coupling circuit 1 according to this embodiment has compatibility with the conventional variable magnetic coupling circuit 1 for magnetic flux bias control, a part of the variable magnetic coupling circuit of the quantum computer can be replaced with the variable magnetic coupling circuit according to this embodiment. It is also possible to replace the variable magnetic coupling circuit 1 by
Note that the quantum computer is not limited to the quantum annealing method, and may be a quantum computer of another method.

また、本実施形態では、磁気結合される２つの被結合対象２０には、第１の被結合対象（例えば、被結合対象２１）と、第２の被結合対象（例えば、被結合対象２２）とが含まれる。結合強度変更部１３は、第１の被結合対象と第２の被結合対象との結合を解除するゼロ結合状態にする場合に、可変成分（上記の式（１）の第１項）と、固定成分（上記の式（１）の第２項）とが打ち消すように、電荷が与えられる。ここで、可変成分は、例えば、被結合対象２１とループ経路１１との間の相互インダクタンスＭＡＣ（第１の相互インダクタンス）、被結合対象２２とループ経路１１との間の相互インダクタンスＭＢＣ（第２の相互インダクタンス）、及びループ経路１１の自己インダクタンスＬに基づく結合強度を示す。また、固定成分は、被結合対象２１と被結合対象２２との間の相互インダクタンスＭＡＢ（第３の相互インダクタンス）に基づく結合強度を示す。なお、被結合対象２１のループ経路２１１と被結合対象２２のループ経路２２１とは、固定の距離に配置されているため、固定成分は、固定値（定数値）となる。
これにより、本実施形態による可変磁気結合回路１は、与える電荷を制御することにより、被結合対象２１と被結合対象２２との間のゼロ結合状態を実現することができる。 Further, in this embodiment, the two objects to be coupled 20 to be magnetically coupled include a first object to be coupled (eg, object 21 to be coupled) and a second object to be coupled (eg, object 22 to be coupled). and are included. When the bond strength changing unit 13 sets the zero bond state in which the bond between the first bond target and the second bond target is released, the variable component (the first term in the above formula (1)), Charge is applied such that the fixed component (the second term in equation (1) above) cancels out. Here, the variable components are, for example, mutual inductance M AC (first mutual inductance) between object 21 to be coupled and loop route 11, mutual inductance M BC (first mutual inductance) between object 22 to be coupled and loop route 11 ( 2nd mutual inductance) and the self-inductance L of the loop path 11 are shown. Also, the fixed component indicates the coupling strength based on the mutual inductance M AB (third mutual inductance) between the object to be coupled 21 and the object to be coupled 22 . Since the loop path 211 of the object to be connected 21 and the loop path 221 of the object to be connected 22 are arranged at a fixed distance, the fixed component has a fixed value (constant value).
As a result, the variable magnetic coupling circuit 1 according to the present embodiment can realize a zero coupling state between the target to be coupled 21 and the target to be coupled 22 by controlling the charge to be applied.

［第２の実施形態］
次に、図面を参照して、第２の実施形態による可変磁気結合回路１ａについて説明する。
本実施形態では、インダクタ部１２ａに、コイル１２の代わりにジョセフソン接合（１２１，１２２）を用いる場合の一例について説明する。 [Second embodiment]
Next, a variable magnetic coupling circuit 1a according to a second embodiment will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, an example in which Josephson junctions (121, 122) are used instead of the coil 12 for the inductor section 12a will be described.

図５は、本実施形態による可変磁気結合回路１ａの一例を示すブロック図である。
図５に示すように、可変磁気結合回路１ａは、ループ経路１１と、インダクタ部１２ａと、結合強度変更部１３とを備える。
なお、この図において、図１に示す第１の実施形態と同一の構成には、同一の符号を付与し、その説明を省略する。 FIG. 5 is a block diagram showing an example of the variable magnetic coupling circuit 1a according to this embodiment.
As shown in FIG. 5, the variable magnetic coupling circuit 1a includes a loop path 11, an inductor section 12a, and a coupling strength changing section 13. As shown in FIG.
In addition, in this figure, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

インダクタ部１２ａは、ループ経路１１上に配置された２つのジョセフソン接合（１２１，１２２）を備える。すなわち、インダクタ部１２ａは、ループ経路１１上に配置された１つ以上のジョセフソン接合１２０を備える。 The inductor section 12 a comprises two Josephson junctions ( 121 , 122 ) arranged on the loop path 11 . That is, the inductor section 12 a comprises one or more Josephson junctions 120 arranged on the loop path 11 .

ジョセフソン接合１２１及びジョセフソン接合１２２は、ループ経路１１上に流れる電流が自身の臨界電流よりも十分に小さい場合に、インダクタとして機能する。なお、ジョセフソン接合１２１及びジョセフソン接合１２２は、ジョセフソン接合１３０よりも臨界電流が大きく設定されている。
なお、本実施形態において、ジョセフソン接合１２１と、ジョセフソン接合１２２とは、インダクタ部１２ａが備える任意のジョセフソン接合を示す場合、又は、特に区別しない場合には、ジョセフソン接合１２０として説明する。 Josephson junction 121 and Josephson junction 122 function as inductors when the current flowing on loop path 11 is sufficiently less than their critical current. The Josephson junctions 121 and 122 are set to have a larger critical current than the Josephson junction 130 .
In the present embodiment, the Josephson junction 121 and the Josephson junction 122 will be described as the Josephson junction 120 when any Josephson junction included in the inductor section 12a is indicated or when they are not particularly distinguished. .

インダクタ部１２ａ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
また、本実施形態による可変磁気結合回路１ａの動作原理についても第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。 Since the configuration other than the inductor section 12a is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted here.
Further, the principle of operation of the variable magnetic coupling circuit 1a according to the present embodiment is also the same as that of the first embodiment, so the explanation thereof will be omitted here.

以上説明したように、本実施形態による可変磁気結合回路１ａは、ループ経路１１と、インダクタ部１２ａと、結合強度変更部１３とを備える。また、インダクタ部１２ａは、ループ経路１１上に配置された１つ以上のジョセフソン接合１２０を備える。
これにより、本実施形態による可変磁気結合回路１ａは、１つ以上のジョセフソン接合１２０がインダクタとして機能するため、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏し、構造を簡略化しつつ、制御における混線を低減することができる。 As described above, the variable magnetic coupling circuit 1a according to this embodiment includes the loop path 11, the inductor section 12a, and the coupling strength changing section 13. FIG. Inductor portion 12 a also includes one or more Josephson junctions 120 arranged on loop path 11 .
As a result, in the variable magnetic coupling circuit 1a according to the present embodiment, one or more Josephson junctions 120 function as inductors, so that the same effects as in the above-described first embodiment can be obtained. crosstalk in can be reduced.

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、結合強度変更部１３は、２つのジョセフソン接合１３０を備える例を説明したが、これに限定されるものではなく、２つ以上のジョセフソン接合１３０を備えるようにしてもよい。結合強度変更部１３は、２つ以上の偶数個のジョセフソン接合１３０を備える場合には、一部の区間が重なり合う平行した超伝導体の配線の重なり合う部分に絶縁体を配置することでジョセフソン接合１３０を用意に形成することができるため、結合強度変更部１３をより簡易な構成で実現することができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the scope of the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the coupling strength changing unit 13 has two Josephson junctions 130 . can be In the case where the coupling strength changing unit 13 includes two or more even number of Josephson junctions 130, the Josephson junctions 130 are arranged by arranging insulators in the overlapping portions of parallel superconductor wires in which some sections overlap. Since the junction 130 can be easily formed, the coupling strength changing section 13 can be realized with a simpler configuration.

また、上記の各実施形態において、被結合対象２０として、磁束量子ビット、及び超伝導共振回路を適用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波の導波路（超伝導電送線路）に適用してもよい。すなわち、磁気結合される２つの被結合対象２０のうちの少なくとも１つは、マイクロ波の導波路（超伝導電送線路）であってもよい。
また、上記の各実施形態において、可変磁気結合回路１（１ａ）を量子コンピュータに適用する例を説明したが、他の超伝導回路を用いた量子情報処理に適用してもよいし、超伝導デジタル回路、超伝導検出器などに適用してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, an example in which a magnetic flux qubit and a superconducting resonant circuit are applied as the object to be coupled 20 has been described, but the present invention is not limited to this. superconducting transmission lines). That is, at least one of the two magnetically coupled objects 20 may be a microwave waveguide (superconducting transmission line).
Further, in each of the above embodiments, an example in which the variable magnetic coupling circuit 1 (1a) is applied to a quantum computer has been described, but it may be applied to quantum information processing using other superconducting circuits. It may be applied to digital circuits, superconducting detectors, and the like.

また、上記の各実施形態において、結合強度変更部１３は、電荷バイアスを与えるためのコンデンサ１３３を含む例を説明したが、これに限定されるものではない。結合強度変更部１３は、例えば、電荷バイアスを与えるための電極を備えるようにしてもよいし、外部にコンデンサ１３３を備えるようにしてもよい。
また、上記の第２の実施形態において、インダクタ部１２ａが２つのジョセフソン接合１２０を備える例を説明したが、これに限定されるものではなく、１つ又は３つ以上のジョセフソン接合１２０を備えるようにしてもよい。
また、上述した図４において、磁束量子ビットの一例を説明したが、これに限定されるものではない。磁束量子ビットは、例えば、３つ以上の大きい接合のジョセフソン接合などの他の構成の磁束量子ビットであってもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, an example in which the coupling strength changing unit 13 includes the capacitor 133 for applying a charge bias has been described, but the present invention is not limited to this. The coupling strength changing section 13 may include, for example, an electrode for applying a charge bias, or may include a capacitor 133 externally.
In addition, in the above-described second embodiment, an example in which the inductor section 12a includes two Josephson junctions 120 has been described, but the invention is not limited to this, and one or three or more Josephson junctions 120 may be provided. You may prepare.
Also, although an example of the flux qubit has been described with reference to FIG. 4 described above, the present invention is not limited to this. The flux qubits may be flux qubits of other configurations, such as, for example, three or more large junction Josephson junctions.

１，１ａ 可変磁気結合回路、１１，２１１，２２１ ループ経路、１２ コイル、１２ａ インダクタ部、１３ 結合強度変更部、２０，２１，２２ 被結合対象、３０ 電圧源、１２０，１２１，１２２，１３０，１３１，１３２，２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃ，２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃ ジョセフソン接合、１３３ コンデンサ、２１２，２２２ インピーダンス部 1, 1a variable magnetic coupling circuit 11, 211, 221 loop path 12 coil 12a inductor section 13 coupling strength changing section 20, 21, 22 object to be coupled 30 voltage source 120, 121, 122, 130, 131, 132, 212A, 212B, 212C, 222A, 222B, 222C Josephson junction, 133 capacitor, 212, 222 impedance part

Claims (6)

磁束の状態を有する回路要素である被結合対象の間で磁気結合する可変磁気結合回路であって、
ループ状に電流が流れる超伝導体のループ経路と、
前記ループ経路上に配置されたインダクタ部と、
前記ループ経路上に配置され、前記ループ経路上で直列接続された少なくとも２つのジョセフソン接合を有し、前記２つのジョセフソン接合による干渉であるアハロノフ・キャッシャー効果を利用して、与えられた電荷に基づいて、前記被結合対象の間の磁気結合強度を変更する結合強度変更部と
を備えることを特徴とする可変磁気結合回路。 A variable magnetic coupling circuit that magnetically couples between objects to be coupled, which are circuit elements having a state of magnetic flux,
a superconductor loop path through which current flows in a loop;
an inductor section arranged on the loop path;
having at least two Josephson junctions arranged on the loop path and connected in series on the loop path, and utilizing the Aharonov-Casher effect, which is the interference by the two Josephson junctions, to provide an electric charge A variable magnetic coupling circuit, comprising: a coupling strength changing unit that changes the magnetic coupling strength between the objects to be coupled based on. 磁気結合される２つの前記被結合対象のうちの少なくとも１つは、超伝導量子回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の可変磁気結合回路。 2. The variable magnetic coupling circuit according to claim 1, wherein at least one of the two coupled objects to be magnetically coupled is a superconducting quantum circuit. 磁気結合される２つの前記被結合対象は、いずれも磁束量子ビット回路である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変磁気結合回路。 3. The variable magnetic coupling circuit according to claim 1, wherein the two coupling targets to be magnetically coupled are both magnetic flux qubit circuits. 磁気結合される２つの前記被結合対象は、磁束量子ビット回路と超伝導共振回路とである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変磁気結合回路。 3. The variable magnetic coupling circuit according to claim 1, wherein the two coupling targets to be magnetically coupled are a flux qubit circuit and a superconducting resonance circuit. 磁気結合される２つの前記被結合対象には、第１の被結合対象と、第２の被結合対象とが含まれ、
前記結合強度変更部は、
前記第１の被結合対象と前記第２の被結合対象との結合を解除するゼロ結合状態にする場合に、前記第１の被結合対象と前記ループ経路との間の第１の相互インダクタンス、前記第２の被結合対象と前記ループ経路との間の第２の相互インダクタンス、及び前記ループ経路の自己インダクタンスに基づく結合強度を示す可変成分と、前記第１の被結合対象と前記第２の被結合対象との間の第３の相互インダクタンスに基づく結合強度を示す固定成分とが打ち消すように、前記電荷が与えられる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の可変磁気結合回路。 the two coupling targets to be magnetically coupled include a first coupling target and a second coupling target;
The bond strength changing unit
a first mutual inductance between the first object to be coupled and the loop path when the first object to be coupled and the second object to be coupled are in a zero-coupled state in which the coupling between the object to be coupled and the second object to be coupled is released; a variable component indicating a coupling strength based on a second mutual inductance between the second object to be coupled and the loop path and a self-inductance of the loop path; 5. The electric charge is applied so as to cancel out a fixed component indicating coupling strength based on a third mutual inductance with the object to be coupled. variable magnetic coupling circuit. 前記インダクタ部は、前記ループ経路上に配置された１つ以上のジョセフソン接合を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の可変磁気結合回路。 The variable magnetic coupling circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein the inductor section includes one or more Josephson junctions arranged on the loop path.
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