约瑟夫森结频率定标

约瑟夫森结频率定标，是一门并不光鲜的手艺：把每个量子比特都调到你为它设计好的那个频率上。超导量子比特的频率主要由它的约瑟夫森结决定，而这个频率又取决于结的氧化层势垒有多厚，精度要细到几个原子。一批做一百个结，出来的结果会略有差异，于是它们的频率是散落在目标值周围，而不是恰好落在上面。在小芯片上这只是恼人；在密集的芯片上，这就是一颗能用的处理器和一颗报废处理器之间的差别——因为两个意外共享同一频率的量子比特，就再也无法被分辨开或干净地操控。

好用的抓手在于：一个结在室温下的电阻，是它冷却后将具有的频率的一个可靠替身。测一下电阻，你就能相当准确地预判一个量子比特是会偏高还是偏低。于是思路就是把这个电阻往对应目标频率的那个值上推。两种后制程技巧可以做到这一点。老化，或者一次温和的烘烤，让薄薄的氧化层势垒缓慢增厚并稳定下来，从而提高电阻、以可控的方式移动频率。激光退火则一个结一个结地来：一束聚焦的激光脉冲只把单个结加热到刚好能重排其势垒、修整其电阻的程度，而不动它的邻居。做得好的话，这能把一组散乱的频率拉拢成一个整齐、按计划排布的图案。

它真实有效，也确实有帮助，但它不是魔法。这些方法只能升高电阻、不能降低，所以制造出来时的离散程度本身就必须足够小，小到能落进可修整的范围里——这又把硬骨头推回到了一开始就要把结做得可重复这件事上。修整会增加工序、损耗良率，而修好的频率事后仍可能略有漂移。如今它是对付频率拥挤较有希望的手段之一，但在一片有成千上万个量子比特的晶圆上，把每一个都准确定标，仍是一个有人在积极攻关的开放难题，而不是一个已经解决的问题。