Physics
De un circuito LC a un cúbit
Un oscilador LC tiene niveles equiespaciados, así que nada en él puede ser un sistema de dos niveles. Cambia la bobina por una unión Josephson y la parábola se vuelve un coseno: los niveles se juntan por la anarmonicidad α, de modo que un campo en 0→1 deja en paz a 1→2. El otro número, la dispersión de carga, cae exponencialmente con √(E_J/E_C) mientras α solo cae linealmente: ese intercambio es el transmón. Ambos números salen del hamiltoniano diagonalizado en vivo, y un pulso π muestra la fuga que la anarmonicidad permite.
Qué ocurre
Una isla superconductora con una unión Josephson: un péndulo cuyos niveles no son equidistantes. Sube E_J sobre E_C y el ruido de carga que atormentaba a la caja de pares de Cooper muere exponencialmente, pero la anarmonicidad, el hueco que permite dirigirse a los dos primeros niveles sin tocar el tercero, mengua solo despacio. Ese intercambio es el transmón. Excítalo y el tercer nivel se cuela cuando el pulso es demasiado rápido para la anarmonicidad. Lleva E_J/E_C de 1 a 100 y mira desaparecer la dispersión de carga mientras los niveles siguen distinguibles; luego excita y observa la fuga.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones
H = 4E_C (n − n_g)² − E_J cos φ
E₀₁ ≈ √(8E_J E_C) − E_C, anarmonicidad α ≈ −E_C
Dependencia de la frecuencia de transición de la carga eléctrica ε₀₁ ~ e^{−√(8E_J/E_C)}
excitación de transiciones cuánticas: Ω en 0→1, Ω√2 en 1→2, desintonización de frecuencia α
