Naukowcy z Aalto University opracowali obwód wytwarzający wysokiej jakości sygnały mikrofalowe niezbędne do sterowania komputerami kwantowymi. System działa w temperaturze bliskiej zera bezwzględnego. Finowie przewidują, że to ważny krok w kierunku komercjalizacji procesorów kwantowych, co może pozwolić na znaczne zwiększenie liczby kubitów.
Jak usprawnić komputery kwantowe?
Jednym z głównych czynników ograniczających rozmiar komputerów kwantowych jest mechanizm wykorzystywany do kontroli kubitów w procesorach kwantowych. Zazwyczaj wykorzystuje się do tego serię impulsów mikrofalowych przekazywanych przez szerokopasmowe kable w temperaturze pokojowej dochodzące do układu utrzymywanego w warunkach bliskich zera bezwzględnego.
Czytaj też: Druga zasada termodynamiki wzmocniona. Komputery kwantowe coraz bliżej?
Im więcej kubitów, tym więcej kabli generujących impulsy mikrofalowe trzeba. Stanowi to przeszkodę w miniaturyzacji komputera kwantowego. Teraz fińscy uczeni stworzyli źródło mikrofal, które działa w ekstremalnie niskich temperaturach i może przyczynić się do miniaturyzacji komputerów kwantowych.
Nowe urządzenie to tzw. system-on-chip (SoC), które można zintegrować z procesorem kwantowym. Ma rozmiar mniejszy niż milimetr i eliminuje potrzebę stosowanie masywniejszych przewodów sterujących. Dzięki temu można zastosować mniejsze kriostaty, przy jednoczesnym zwiększeniu liczby kubitów w procesorze.
Nasze urządzenie wytwarza sto razy więcej mocy niż poprzednie wersje, co wystarcza do sterowania kubitami i przeprowadzania kwantowych operacji logicznych. Wytwarza ono bardzo precyzyjną sinusoidę, oscylującą ponad miliard razy na sekundę. W rezultacie, błędy w kubitach pochodzące z mikrofalowego źródła są bardzo rzadkie, co jest ważne przy wdrażaniu precyzyjnych operacji logiki kwantowej.prof. Mikko Möttönen z Aalto University
Urządzenie stworzone przez Finów samo w sobie nie może być używane do sterowania kubitami. Mikrofale najpierw muszą zostać przekształcone w impulsy, nad czym właśnie pracuje zespół uczonych.
Nowy układ może być przydatny w wielu technologiach kwantowych, takich jak czujniki kwantowe.
