2022-015096

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１には、図面とともに次の事項が記載されている。（下線は当審により付与。以下同様。訳は、関連する特表２０２１－５１６３８３号公報を参考に訳した。）

Ａ 「[0001] The invention relates generally to quantum computing, and more particularly to a lattice arrangement of qubits for quantum computations.

（当審訳）

[0001] 本発明は、一般に、量子コンピューティングに関し、より詳細には、量子計算のためのキュービットの格子配列（lattice arrangement）に関する。」

Ｂ 「 [0029] FIG. 1 shows a general system 100 in which the invention can be implemented. In FIG. 1 , a control device such as a conventional or dedicated computing machine 102 receives input 104 such as from a program, process, user or other suitable entity. Based on the input 104, the control device 102 generates quantum signals 108 that operate selected ones of the qubits in a qubit lattice arrangement 110. The output from the lattice arrangement 110 may comprise measurements of the qubit states that are fed back to the control device 102 such as for providing corresponding output 114 representing the experimental results or the like.

（当審訳）

[0029] 図１は、本発明が実施され得る汎用システム１００を示す。図１において、従来または専用のコンピューティング・マシン１０２などの制御デバイスは、プログラム、プロセス、ユーザ、または他の適当なエンティティなどからの入力１０４を受信する。入力１０４に基づいて、制御デバイス１０２は、キュービット格子配列１１０におけるキュービットのうちの選択された１つを動作させる、量子信号１０８を生成する。格子配列１１０からの出力は、実験結果などを表す対応する出力１１４を提供することなどのために、制御デバイス１０２にフィードバックされるキュービット状態の測定値を含み得る。」

Ｃ 「[0030] Turning to example structures that may be used to formthe qubit lattice arrangement 110, FIG. 2 shows a lattice arrangement 210 comprising qubits (represented as circles in FIG. 2) arranged as hexagon structures, e.g., as represented via the hexagon structure 222 highlighted in the dashed box. The hexagon structures are adjacent one another, and share two vertices and an edge with neighboring hexagon structures. Again, this is a general rule for internal hexagon structures, and does not address hexagon structures on the perimeter of the lattice arrangement 210.

[0031] The qubits in FIG. 2 are on the vertices of the hexagon structures, and in general the qubits are generally distributed symmetrically in the lattice arrangement 210. Note that the hexagon structures represented in FIG. 2 are not depicted as regular hexagons, however they can be regular hexagons. In addition to being adjacent other hexagon structures, the qubits agenerally distributed evenly in the lattice arrangement 210.

[0032] Unlike horizontal and vertical grids in which internal qubits have four direct connections, it can be readily appreciated that the qubits in FIG. 2 at most are directly connected to three other qubits. Thus, for example the qubit 224, (highlighted as a black circle in FIG. 2), is directly connected only to qubits to 227 - 229 (highlighted via crossed circles). Because of the reduced number of connections (relative two horizontal and vertical grids), a qubit in one of the hexagonal structures of FIG. 2 is statistically less likely to have a frequency collision with one of its neighboring qubits.

[0033] FIG. 3 illustrates how in the hexagonal lattice arrangement 210 two neighboring qubits 330, 332 connected by a bus 333 (the qubits are represented as black circles, e.g., forming a two-qubit gate) have only four other qubit frequencies that may cause crosstalk with the four qubits 336 - 339 that neighbor the gate formed by the two-qubits 330, 332. As can be readily appreciated, a similar two-qubit gate in a horizontal and vertical grid arrangement has six neighboring qubits, increasing the likelihood of a frequency collision.

（当審訳）

[0030] キュービット格子配列１１０を形成するために使用され得る例としての構造を参照すると、図２は、例えば破線の枠において強調される六角構造２２２によって表されるように、六角構造として配列されたキュービット（図２において円で表される）を含む格子配列２１０を示す。六角構造は、互いに隣接し、２つの頂点および１つのエッジを隣接する六角構造と共有する。また、これは、内部の六角構造についての汎用ルールであり、格子配列２１０の周辺部上の六角構造を扱っていない。

[0031] 図２におけるキュービットは、六角構造の頂点上にあり、概して、キュービットは、格子配列２１０内において全体的に対称的に分散される。図２において表される六角構造は、正六角形として示されていないが、それらは、正六角形であってもよいことに留意されたい。隣接する他の六角構造であることに加えて、キュービットは、概して格子配列２１０内に均一に分散される。

[0032] 内部のキュービットが４つの直接接続を有する水平および垂直グリッドとは異なり、図２のキュービットは多くとも３つの他のキュービットに直接接続されると、容易に理解され得る。よって、例えば、キュービット２２４（図２において黒い円で強調される）は、キュービット２２７～２２９（十字が描かれた円で強調される）のみに直接接続される。接続数の減少（２つの水平および垂直グリッドと比較して）によって、図２の六角構造のうちの１つにおけるキュービットは、統計的に、その近隣キュービットのうちの１つとの周波数衝突を有する可能性が低い。

[0033] 図３は、六角格子配列２１０において、バス３３３によって接続される２つの近隣キュービット３３０、３３２（キュービットは、黒い円として表され、例えば２つのキュービット・ゲートを形成する）が、２つのキュービット３３０、３３２によって形成されるゲートに隣接する４つのキュービット３３６～３３９とクロストークを引き起こし得る、４つの他のキュービット周波数のみをどのように有するかを示す。容易に理解され得るように、水平および垂直グリッド配列における類似の２つのキュービット・ゲートは、６つの近隣キュービットを有し、周波数衝突の可能性が増加する。」

Ｄ 「[0034] Another embodiment of the invention, represented in FIG. 4, is directed towards having assigned roles for qubits, and positioning those qubits on a lattice arrangement to further reduce the likelihood of frequency collisions. In FIG. 4, the small black circles represent coupling qubits, while the larger white circles represent other qubits. In one or more implementations, the coupling qubits are control qubits, while the other qubits are target qubits; (the concept and functionality of control qubits and target qubits are well known in quantum computing, and thus are not described in detail herein). Note that the sizes of the circles are not intended to convey actual relative sizes, but rather to help visually differentiate the two roles of the qubits.

[0035] In FIG. 4, the hexagonal structures (e.g., one of which is represented by the dashed box 442) are generally similar to those of FIGS. 2 and 3, in that some qubits are positioned on the vertices of the hexagon structures, the hexagonal structures are adjacent one another, the qubits are generally evenly spaced, and so on. Flowever, in contrast to FIGS. 2 and 3, the edges between the vertices have coupling (e.g., control) qubits positioned thereon. As can be seen, qubit 444 (e.g., a target qubit) is connected through coupling qubit 445, and thereby indirectly connected to qubit 446. Thus, there are two qubits per bus, namely an edge-positioned coupling (e.g., control) qubit and a vertex-positioned (e.g., target) qubit.

[0036] Accordingly, as represented in FIG. 5, for every two qubit gate (the small and large black circles 552 and 554, respectively), with the control driven at the target, only one other qubit (represented by the“crossed” qubit 556) is directly coupled to the control qubit 552, therefore reducing the number of frequency collisions.

（当審訳）

[0034] 図４に表される本発明の別の実施形態は、周波数衝突の可能性をさらに減少させるために、キュービットに役割を割り当てていること、および格子配列上にそれらのキュービットを配置することを対象とする。図４において、小さな黒い円は連結キュービットを表し、大きな白い円は他のキュービットを表す。１つまたは複数の実施において、連結キュービットは制御キュービットであり、他のキュービットはターゲット・キュービットである（制御キュービットおよびターゲット・キュービットの概念および機能性は、量子コンピューティングにおいて周知であり、よって本明細書では詳細に記載されない）。円の大きさは、実際の相対的な大きさを伝えることを意図するものではなく、キュービットの２つの役割を視覚的に区別することを助けることを意図するものであることに留意されたい。

[0035] 図４において、六角構造（例えば、その１つが、破線の枠４４２によって表される）は、いくつかのキュービットが六角構造の頂点上に配置され、六角構造が互いに隣接し、キュービットが概して均一に間隔が保たれるなどの点において、図２および図３のものと概して類似である。しかしながら、図２および図３とは対照的に、頂点間のエッジは、その上に配置された連結（例えば、制御）キュービットを有する。図から分かるように、キュービット４４４（例えば、ターゲット・キュービット）は、連結キュービット４４５を通して接続され、それによって、キュービット４４６に間接的に接続される。よって、バス毎に２つのキュービット、すなわち、エッジ配置の連結（例えば、制御）キュービットおよび頂点配置の（例えば、ターゲット・）キュービットが存在する。

[0036] したがって、図５に表されるように、制御がターゲットにおいて駆動される、２つのキュービット・ゲート（それぞれ、小さな黒い円５５２および大きな黒い円５５４）毎に、１つの他のキュービット（「十字が描かれた」キュービット５５６によって表される）のみが、制御キュービット５５２に直接連結され、したがって、周波数衝突の数が減少する。」

Ｅ 「[0050] One or more aspects of the invention are directed towards a superconducting qubit lattice comprising superconducting target qubits and superconducting control qubits, in which the lattice comprises adjacent structures having vertices connected by edges. The target qubits may be positioned on the vertices and the control qubits may be positioned on the edges. A first target qubit may connect to a second target qubit via a control qubit on an edge between the first target qubit and the second target qubit.

（当審訳）

[0050] 本発明の１つまたは複数の態様は、超伝導キュービットを含む超伝導キュービット格子を対象とし、キュービット格子は、エッジによって接続された頂点を有する隣接構造を含む。キュービットは、頂点上に配置され得る。キュービットは、３つ以下の他のキュービットに接続する。」

Ｆ 「【図２】

［図：0001399164000001.jpg］

」

Ｇ 「【図３】

［図：0001399164000002.jpg］

」

Ｈ 「【図４】

［図：0001399164000003.jpg］

」

Ｉ 「【図５】

［図：0001399164000004.jpg］

」

Ｊ 上記Ｃの段落[0030]、[0031]、および図２（上記Ｆ）によれば、引用文献１には、図２のキュービット格子配列２１０として、キュービット格子配列は、六角構造として配列されたキュービットを含み、六角構造は、互いに隣接し、２つの頂点および１つのエッジを隣接する六角構造と共有し、キュービットは、六角構造の頂点上にあることが記載されている

また、上記Ｄの段落[0035]、および、図４（上記Ｈ）によれば、図４のキュービット格子配列４１０の六角構造は、キュービットが六角構造の頂点上に配置され、六角構造が互いに隣接する点では図２のものと類似であるが、連結（例えば、制御）キュービットが頂点間のエッジ上に配置されたことでは、図２のものと異なっていることが記載されている。

してみると、引用文献１には、図４のキュービット格子配列４１０として、キュービット格子配列は、六角構造として配列されたキュービットを含み、六角構造は、互いに隣接し、２つの頂点および１つのエッジを隣接する六角構造と共有し、キュービットは、六角構造の頂点上にあり、連結（例えば、制御）キュービットが頂点間のエッジ上に配置されている、ことが記載されているといえる。

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献２には、図面とともに次の事項が記載されている。（訳は、関連する特表２０２１－５００７３７号公報を参考に訳した。）

Ａ 「With reference to FIG. 1, this figure depicts some example configurations of a capacitively-shunted asymmetric DC-SQUID in accordance with an illustrative embodiment. Configuration 100 forms one example configuration of a capacitively-shunted asymmetric DC-SQUID in which a single (N=1) asymmetric dc-SQUID 102 is used.

Josephson junction 102-1 and Josephson junction 102-2 are shown in their respective positions only as non-limiting examples. The positions of the Josephson junctions can be interchanged with one another in the superconducting loop of SQUID 102 assuming that input current I is delivered via a wire that is centered between Josephson junctions 102-1 and 102-2.

Asymmetric dc-SQUID 102 is a modification of a symmetric dc-SQUID in that the two Josephson junctions 102-1 and 102-2 in SQUID 102 have different critical currents (generally have different areas), as represented by the different sizes (not to scale) of the symbols (cross) representing the Josephson junctions in SQUID 102. Josephson junction 102-1 has critical current Ic1. Josephson junction 102-2 has critical current Ic2. According to the illustrative embodiments, Josephson junctions 102-1 and 102-2 are desirably of different sizes so as to allow when shunted by a capacitance for a limited band of tunable frequencies (frequency resonance range) of the device 100 or 150. For example, if the frequency of the qubit (not shown) that is to be read or reset is in the neighborhood of 4.7 Gigahertz (GHz), a desirable limited band of tunable frequency might range from 4.5 GHz to 8.5 GHz. If the sizes of the two Josephson junctions in SQUID 102 were identical, or near-identical, the bottom of the frequency range of the capacitively-shunted SQUID would approach vanishing frequencies, assuming the high limit of the range remained unchanged. As one of ordinary skill in the art would appreciate, a larger frequency band leads to steeper slopes between the peaks and troughs of the frequency tunability graph. The significance of ending the frequency range just below the frequency of the qubit, and the resulting smaller slopes in the frequency tunability curve of the capacitively-shunted SQUID, will become clearer from FIGS. 4-6 described herein. Asymmetric Josephson junctions 102-1 and 102-2, when selected suitably, allow a stable frequency minimum of the frequency range of the capacitively-shunted asymmetric DC-SQUID 102.

Asymmetric DC-SQUID 102 is shunted (electrically coupled in parallel) with capacitive device 104. Capacitor 104 in parallel with the inductance of asymmetric DC-SQUID 102 forms capacitively-shunted asymmetric DC-SQUID 100 which functions as a tunable resonator. Tunable resonator 100 operates as a resonator whose frequency is tunable or changeable by tuning or adjusting an external magnetic flux (Φext) applied to tunable SQUID 100. It is assumed that the inductance of the superconducting loops of the SQUIDs 102 is small and satisfies the inequality L(Ic1+Ic2)<<Φext. This assumption mainly simplifies the analysis and the calculation of the device response, because it implies that the total flux threading the dc-SQUID loop is equal or almost equal to the applied external flux Φext.（第６欄第３２行－第７欄第４１行）

（当審訳）

図１を参照すると、この図は、本発明を実施する容量性分路付き非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤの例示的ないくつかの構成を示す。構成１００は、容量性分路付き非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤの例示的な１つの構成を形成し、この構成では、単一（Ｎ＝１）の非対称ｄｃ－ＳＱＵＩＤ１０２が使用されている。

ジョセフソン接合１０２－１およびジョセフソン接合１０２－２が、対応するそれぞれの位置に示されている。これらの位置は単なる非限定的な例である。ジョセフソン接合１０２－１と１０２－２の間の中間に置かれたワイヤを介して入力電流Ｉが送達されることを前提に、これらのジョセフソン接合の位置は、ＳＱＵＩＤ１０２の超電導ループ内で互いに交換することができる。

非対称ｄｃ－ＳＱＵＩＤ１０２は、ＳＱＵＩＤ１０２の２つのジョセフソン接合１０２－１と１０２－２が異なる臨界電流を有する（一般に異なる面積を有する）ように、対称ｄｃ－ＳＱＵＩＤを変更したものであり、このことが、ＳＱＵＩＤ１０２のジョセフソン接合を表す記号（×）の異なるサイズ（比例しているわけではない）によって表されている。ジョセフソン接合１０２－１は臨界電流Ｉｃ１を有する。ジョセフソン接合１０２－２は臨界電流Ｉｃ２を有する。本発明の好ましい実施形態では、分路に静電容量を有するときにデバイス１００または１５０の同調可能周波数の限定された帯域（周波数共振範囲）を可能にするために、ジョセフソン接合１０２－１と１０２－２が、望ましくも異なるサイズを有する。例えば、読み出すまたはリセットするキュービット（図示せず）の周波数が約４．７ギガヘルツ（ＧＨｚ）である場合、同調可能周波数の望ましい限定された帯域が、４．５ＧＨｚから８．５ＧＨｚの範囲であることがある。ＳＱＵＩＤ１０２の２つのジョセフソン接合のサイズが同一またはほぼ同一である場合、容量性分路付きＳＱＵＩＤの周波数範囲の下限は、上限が変化しないと仮定すると、ゼロ周波数（ｖａｎｉｓｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に近づくであろう。当業者なら理解することだが、周波数帯域が広いほど、周波数同調可能性グラフのピークと谷の間の傾きは大きくなる。キュービットの周波数よりもわずかに低い周波数のところに周波数範囲の末端がある重要性、および容量性分路付きＳＱＵＩＤの周波数同調可能性曲線の結果として生じるより小さな傾きは、本明細書に記載された図４～６からより明らかになる。適当に選択されたとき、非対称ジョセフソン接合１０２－１および１０２－２は、容量性分路付き非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤ１０２の周波数範囲の安定した最小周波数を可能にする。

非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤ１０２は、容量性デバイス１０４を分路として有する（容量性デバイス１０４と並列に電気結合されている）。非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤ１０２のインダクタンスと並列に結合されたコンデンサ１０４は、同調可能共振器として機能する容量性分路付き非対称ＤＣ－ＳＱＵＩＤ１００を形成している。同調可能共振器１００は、同調可能ＳＱＵＩＤ１００に加えられた外部磁束（Φｅｘｔ）を同調させるまたは調整することによってその周波数を同調させることまたは変更することが可能な共振器として動作する。ＳＱＵＩＤ１０２の超電導ループのインダクタンスは小さく、不等式Ｌ（Ｉｃ１＋Ｉｃ２）＜＜Φｅｘｔを満たすと仮定する。この仮定は、ｄｃ－ＳＱＵＩＤループを貫く全磁束が、加えられた外部磁束Φｅｘｔに等しいかまたはほぼ等しいことを意味するため、この仮定は主として、デバイス応答の解析および計算を単純にする。」

Ｂ 「【図１】

［図：0001399164000005.jpg］

」

原査定の拒絶の理由に引用された引用文献３には、図面とともに次の事項が記載されている。

Ａ 「【００３４】

この装置は、ジョセフソン接合を備えた第１超伝導リング１０１と、ジョセフソン接合を備えた第２超伝導リング１０２とを結合するキャパシタ１０３を備える。第１超伝導リング１０１と第２超伝導リング１０２とはキャパシタ１０３を介して接続される。このイジング型相互作用発生装置は、第１超伝導リング１０１による第１量子ビットと第２超伝導リング１０２による第２量子ビットとの間に、イジング型相互作用を生成する。なお、図１において、符号１１１，１１２，１１３，１１４，１２１，１２２，１２３，１２４は、ジョセフソン接合であり、実施の形態では、各超伝導リングが、各々４つのジョセフソン接合を備える場合を例示している。」

Ｂ 「【図１】

［図：0001399164000006.jpg］

」