¿Cómo se fabrica un qubit? (Pt. 2)

 Para resolver el problema de la diferencia de energía entre varios estados, se usa la unión Josephson. La unión Josephson consiste en 2 láminas superfinas de aluminio (del tamaño de 200 nm aproximadamente), perpendiculares entre sí y que no se tocan. Una de las 2 láminas está oxidada, y ambas se mantienen a baja temperatura para que se conviertan en superconductores. Esta unión es muy especial porque a pesar de no estar en contacto, se conectan cuánticamente, por lo que si se hace pasar una corriente eléctrica por una de las 2 láminas, la corriente pasará a la otra. De hecho, cuando una corriente eléctrica atraviesa esta unión, crea un campo magnético que oscila, que puede sustituir a la inductancia que teníamos en el circuito LC.

Sustituir la inductancia por una unión Josephson, resuelve el problema de los niveles energéticos, porque ahora la diferencia energética entre los sistemas es desigual, por lo que se pueden tomar los 2 sistemas menos energéticos como 0 y 1. Sin embargo, en vez de una unión, se utilizan 2 en paralelo, formando un Squid, lo que convierte al sistema en una caja de pares de Cooper.

Este sistema, está dividida en 2 partes, el depósito y la isla. En el 0 del qubit, el sistema está en equilibrio, pero en el 1, el sistema se excita, trasladando un par de Cooper ( 2 electrones entrelazados) del depósito a la isla. 

Para aumentar la estabilidad del sistema, es necesario utilizar condensadores muy grandes, pero esto dificulta que el sistema no caiga en la decoherencia, por lo que los pulsos electromagnéticos usados deben contener muy pocos fotones.

Finalmente, para leer el qubit se utiliza un circuito LC conectado al qubit. El qubit influye en la frecuencia de oscilación del circuito LC, por lo uqe nos permite ller el estado del qubit.