Ένα νέο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και ανάγνωσης που αναπτύχθηκε από μηχανικούς του National Accelerator
Το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί σήματα απόκλασικές συσκευές ως οδηγίες για τα κβαντικά bit ή qubit του υπολογιστή. Τα ηλεκτρονικά ανάγνωσης, από την άλλη πλευρά, μετρά την κατάσταση των qubits και μεταδίδει αυτές τις πληροφορίες πίσω στις κλασικές συσκευές.
Αυτό το σύστημα μπορεί να λύσει το πρόβλημα του ελέγχου καιανάγνωση πληροφοριών για υπεραγώγιμους κβαντικούς υπολογιστές που χρησιμοποιούν διαθέσιμο εμπορικό εξοπλισμό που δεν έχει σχεδιαστεί για αυτήν την εργασία. Ως αποτέλεσμα, οι ερευνητές πρέπει συχνά να συνδυάζουν δεκάδες ακριβότερα εξαρτήματα. Το κόστος μπορεί να ανέλθει σε δεκάδες χιλιάδες δολάρια ανά qubit και το μεγάλο μέγεθος αυτών των συστημάτων δημιουργεί πρόσθετες προκλήσεις.
Ο πίνακας εντολών RF περιέχει περισσότερα από 200στοιχεία: τσιπ για ρύθμιση συχνότητας. φίλτρα για την αφαίρεση ανεπιθύμητων συχνοτήτων. Ενισχυτές και εξασθενητές για τη ρύθμιση του πλάτους του σήματος. διακόπτες για ενεργοποίηση και απενεργοποίηση σημάτων. Η πλακέτα περιέχει επίσης έναν ρυθμιστή χαμηλής συχνότητας για τη ρύθμιση ορισμένων παραμέτρων του qubit. Μαζί με μια εμπορική πλακέτα προγραμματιζόμενης πύλης πεδίου (FPGA) που χρησιμεύει ως ο «εγκέφαλος» του υπολογιστή, η πλακέτα RF παρέχει όλα όσα χρειάζονται για να επικοινωνήσουν επιτυχώς οι επιστήμονες με την κβαντική συσκευή.
Η παραγωγή αυτών των δύο συμπαγών σανίδων κοστίζειπερίπου 10 φορές φθηνότερο από την παραγωγή συμβατικών συστημάτων. Στην απλούστερη διαμόρφωσή τους, μπορούν να ελέγχουν οκτώ qubits. Η ενσωμάτωση όλων των στοιχείων ραδιοσυχνοτήτων σε μια ενιαία πλακέτα παρέχει ταχύτερη και ακριβέστερη λειτουργία καθώς και ανάδραση σε πραγματικό χρόνο και διόρθωση σφαλμάτων.
Η ανάπτυξη πλακέτας RF και breadboard χρειάστηκεπερίπου έξι μήνες και ήταν γεμάτο με σημαντικές δυσκολίες: τα γειτονικά στοιχεία του κυκλώματος έπρεπε να ταιριάζουν ακριβώς μεταξύ τους, έτσι ώστε τα σήματα να περνούν ομαλά χωρίς να αντανακλώνται ή να παρεμβάλλονται μεταξύ τους. Επιπλέον, οι μηχανικοί έπρεπε να αποφεύγουν προσεκτικά τα κυκλώματα που θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν παρεμβολές από κινητά τηλέφωνα και Wi-Fi.
Διαβάστε περισσότερα:
Ανεξήγητη δυαδικότητα που βρίσκεται στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων: σε τι θα οδηγήσει
Δείτε την ευθυγράμμιση των πλανητών το 2022: οι φωτεινότεροι πλανήτες είναι ορατοί στη φωτογραφία από τη Γη
Οι επιστήμονες εξηγούν πώς ένα βλαστοκύτταρο «καταλαβαίνει» τι θα γίνει