Новата електроника подобрява производителността на квантовите компютри

Нова система за електроника за управление и отчитане, разработена от инженери от National Accelerator

Fermilab Laboratory на Министерството на енергетиката на САЩ, може значително да повиши производителността на квантовия компютър и да намали цената на контролното оборудване.

Управляващата електроника използва сигнали откласически устройства като инструкции за квантовите битове на компютъра или кубити. Електрониката за отчитане, от друга страна, измерва състоянието на кубитите и предава тази информация обратно на класическите устройства.

Тази система може да реши проблема с контрола ичетене на информация за свръхпроводящи квантови компютри, които използват готово търговско оборудване, което не е предназначено за тази задача. В резултат на това изследователите често трябва да обединяват десетки по-скъпи компоненти. Разходите могат да нараснат до десетки хиляди долари на кубит, а големият размер на тези системи създава допълнителни предизвикателства.

RF командната платка съдържа повече от 200елементи: чипове за регулиране на честотата; филтри за премахване на нежелани честоти; усилватели и атенюатори за регулиране на амплитудата на сигнала; превключватели за включване и изключване на мигачите. Платката съдържа и нискочестотен регулатор за регулиране на определени параметри на кубита. Заедно с комерсиална платка с програмируема входна матрица (FPGA), която служи като "мозък" на компютъра, RF платката предоставя всичко необходимо на учените за успешна комуникация с квантовото устройство.

Производството на тези две компактни дъски струваоколо 10 пъти по-евтино от производството на конвенционални системи. В най-простата си конфигурация те могат да управляват осем кубита. Интегрирането на всички RF компоненти в една платка осигурява по-бърза и по-точна работа, както и обратна връзка в реално време и корекция на грешки.

Разработката на RF платка и макетоколо шест месеца и беше изпълнен със значителни трудности: съседните елементи на веригата трябваше да съвпадат точно един с друг, така че сигналите да преминават гладко, без да се отразяват или пречат един на друг. Освен това инженерите трябваше внимателно да избягват вериги, които биха могли да уловят смущения от мобилни телефони и Wi-Fi.

Прочетете още:

Необяснима двойственост, открита във физиката на елементарните частици: до какво ще доведе това

Вижте подреждането на планетите през 2022 г.: най-ярките планети се виждат на снимката от Земята

Учените обясняват как една стволова клетка "разбира" в какво ще се превърне