Главная > Наука > Создан первый «квантовый сокет», который позволит создать масштабируемые квантовые компьютеры

Создан первый «квантовый сокет», который позволит создать масштабируемые квантовые компьютеры

Исследователи из Института квантовых вычислений (Quantum Computing, IQC) университета Ватерлоо (University of Waterloo) разработали новую технологию проводки и подключения, при помощи которой можно реализовать управление сверхпроводящими квантовыми битами, кубитами. И эта технология, в совокупности с некоторыми другими технологиями, является значительным шагом на пути к разработке масштабируемых квантовых компьютеров.

Для того, чтобы иметь возможность контролировать квантовое состояние сверхпроводящих кубитов обычно используются импульсы микроволнового излучения, которые вырабатываются специализированными генераторами. Эти генераторы подключаются к криостатам, в которых при криогенной температуре находятся кубиты, сложной сетью высокочастотных кабелей. Именно сложность этой системы, плюс необходимость обеспечения ее работы как при нормальной, так и при криогенной температуре, служили препятствием для дальнейшего развития этого направления квантовой вычислительной техники.

«Разработанный нами квантовый сокет — метод подключения, в котором используются проводники на основе пружинных контактов, может обеспечить управление каждым отдельным кубитом квантового компьютера» — рассказывает Джереми Беджэнин (Jeremy Bejanin), ученый из университета Ватерлоо, — «Данная технология позволяет объединить классическую электронику с квантовыми схемами. Она является масштабируемой вплоть до уровня нескольких тысяч кубитов на кристалле единственного квантового процессора».

Созданное учеными устройство эффективно функционирует при криогенных температурах и на высоких частотах до 10 ГГц, что требуется для работы квантовых компьютеров со сверхпроводящими кубитами. Помимо этого, такой метод подключения может быть использован для управления так называемым «супер-кубитом», матрицей из нескольких сотен кубитов, которые работают как один большой логический кубит, что позволяет снизить уровень ошибок на один-два порядка. Существующий квантовый сокет может обеспечить управление матрицей 105 на 105 кубитов, что даст квантовому компьютеру мощность, достаточную для решения самых сложных задачи из области физики, химии и астрономии, которые невозможно решить при помощи традиционных компьютеров.

«Все токопроводящие элементы нашего квантового сокета предназначены для работы при сверхнизких температурах и они обладают всеми необходимыми характеристиками для работы в микроволновом диапазоне, что используется для управления сверхпроводящими кубитами» — рассказывает Маттео Мариантони (Matteo Mariantoni), профессор из университета Ватерлоо, — «Возможности нашего устройства позволяют управлять сверхпроводящими квантовыми устройствами, и это является одним из критических шагов, необходимых для создания масштабируемых квантовых вычислительных систем».