Intel научилась контролировать «горячие» кубиты, чтобы повысить эффективность квантовых компьютеров
Фото: heather/Flickr
Инженеры Intel совместно с компанией QuTech научились контролировать так называемые «горячие» кубиты. Их температура чуть больше –272,15ºC, что на один градус теплее обычных температуры обычных кубитов.
Это важный шаг, поскольку применение квантовых вычислений к практическим задачам зависит от способности масштабировать и контролировать тысячи и миллионы кубитов одновременно с высоким уровнем точности. Современные конструкции квантовых систем ограничены общим размером, точностью кубита и особенно сложностью управляющей электроники, необходимой для управления квантом в больших масштабах.
Объединение управляющей электроники и спиновых кубитов на одном чипе значительно упрощает межсоединения между ними. Но повышение температуры, при которой могут работать кубиты, имеет решающее значение для достижения этой цели. Ранее было доказано, что квантовый компьютер работает только в диапазоне милликельвинов, что на долю градуса выше абсолютного нуля (-273 градуса по Цельсию). Теперь, проведя исследование горячих кубитов, QuTech в партнерстве с Intel подтвердил свою гипотезу о том, что кремниевые спиновые кубиты могут работать при несколько более высоких температурах, чем современные квантовые системы, и это шаг к масштабируемости.
Фото: qutech.nl
Квантовая информация, хранящаяся в таких кубитах, обычно быстро теряется, если они не охлаждены почти до абсолютного нуля. В последнем исследовании была впервые продемонстрирована работа горячих, плотных и связных кубитов, которые качественно функционировали и при относительно высоких температурах.
Посредством этого исследования Intel и QuTech также продемонстрировали способность контролировать вращение электронов двухкубитной системы, измеряя точность вершин в одном кубите до 99,3% и точно настраивая систему. Кроме того, команда проиллюстрировала, что на производительность спиновых кубитов минимальное влияние оказывает температура в диапазоне от 45 милликельвинов до 1,25 кельвинов.
«Эта работа представляет собой значительный прогресс в исследовании кремниевых спиновых кубитов, которые, как мы полагаем, являются многообещающими кандидатами для создания квантовых систем промышленного масштаба. Наша демонстрация горячих кубитов, которые могут работать при более высоких температурах, сохраняя при этом высокую точность воспроизведения, позволит использовать различные варианты локального управления кубитом, не влияя на его производительность», ― заявил Джим Кларк, директор по квантовому оборудованию Intel Labs.
В декабре Intel показала контроллер кубитов Horse Ridge. Он может работать даже при очень низких температурах с использованием транзисторов FinFET и выдерживает охлаждение до 4К (−269 ºC). Как заявили в корпорации, Horse Ridge в будущем поможет масштабировать многокубитовые квантовые системы, и они будут достигать сотен тысяч и даже миллионов кубитов. Это высокоинтегрированная SoC со смешанным сигналом, которая переносит элементы управления кубитами в квантовый холодильник ― как можно ближе к самим кубитам. Контроллер разработали также совместно с учеными из QuTech.
См. также:
