量子コンピューターのトポロジー/接続性を決定するものは何ですか？
一部の量子コンピューターは、量子ビットを2D配列に保持します。私は1Dトポロジーを見たことさえあると思います。
IBM Qでは、どのキュービットがどのキュービットと通信するかを確認できます。各キュービットの接続性を決定/制限するものを知りたいのですが。
それはデコヒーレンスと関係があると思いますか？しかし、他の特定の理由はありますか？
回答
接続性を制限するのは、最終的にはプラットフォーム固有の質問です。たとえば、トラップ型イオン量子コンピューターでは、すべてのイオンが集合運動モードを介して結合され、すべてのキュービットが実際に「接続」されるため、キュービット-キュービット接続のグラフが完成します。
より主流のアプローチ（少なくとも業界では）には、超伝導キュビットの使用が含まれます。これには、それぞれに長所と短所がある、さまざまなキュビットモデル（トランズモン、フラックスニウムなど）の成長し続ける動物園が含まれます。これらの設計は、リソグラフィプロセスを介して2次元基板上に製造されるため、平面自体の形状によって、どのキュービットが相互に通信できるかが制限されます。難しさは、これらの結合に加えて、信号がキュービットチップハウジングを通り、最終的には古典的な制御ハードウェアにルーティングされるように、チップのエッジに到達する必要があるドライブラインと読み出しラインもキュービットに必要とするという事実にあります。「ライン」（コプレーナ導波路）をエアブリッジを介してチップ上で交差させる方法があり、3D統合技術に関する現在の作業があります これは「平面を壊す」可能性があり、チップの機能のさまざまな側面が、垂直方向に積み重ねて結合できるさまざまなウェーハに分散します。
さらに、あなたが言ったように、デコヒーレンスも一般的に問題です。なぜなら、特定のキュービットタイプでは、結合が多すぎると周波数が混雑する可能性があるからです。より具体的には、2キュービットゲート（CNOTなど）が実装されている場合、結合されたキュービット間の特定の共振は、正確なタイミングと形状の信号によって駆動されます。結合が多数ある場合、ゲートに実際に1つだけが必要な場合に、駆動できる可能性のある共振が多数あります。したがって、目的の信号を分離することがますます困難になり（信号のスペクトル純度に制限がある可能性があります）、これらのスプリアス共鳴（クロストーク）によって誤ったエンタングルメントが発生します。