新しい電子機器が量子コンピューターの性能を向上させる

National Accelerator のエンジニアによって開発された新しい制御および読み出し電子システム

米国エネルギー省のフェルミラボ研究所は、量子コンピューターのパフォーマンスを大幅に向上させ、制御機器のコストを削減することができます。

制御電子機器はからの信号を使用しますコンピュータの量子ビットまたはキュービットの命令としての古典的なデバイス。一方、読み出し電子機器は、量子ビットの状態を測定し、この情報を従来のデバイスに送り返します。

このシステムは、制御の問題を解決することができますこのタスク用に設計されていない既製の商用機器を使用する超伝導量子コンピューターの情報を読む。その結果、研究者は多くの場合、数十のより高価なコンポーネントをつなぎ合わせる必要があります。コストはキュービットあたり数万ドルに達する可能性があり、これらのシステムのサイズが大きいと、追加の課題が発生します。

RFコマンドボードには200以上が含まれています要素:周波数調整用のチップ。不要な周波数を除去するためのフィルター。信号振幅調整用の増幅器と減衰器。信号のオンとオフを切り替えるスイッチ。ボードには、キュービットの特定のパラメータを調整するための低周波レギュレータも含まれています。 RFボードは、コンピューターの「頭脳」として機能する市販のフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)ボードとともに、科学者が量子デバイスと正常に通信するために必要なすべてのものを提供します。

これら2つのコンパクトボードの製造にはコストがかかります従来のシステムの生産よりも約10倍安い。最も単純な構成では、8キュービットを制御できます。すべてのRFコンポーネントを単一のボードに統合することで、リアルタイムのフィードバックとエラー訂正だけでなく、より高速で正確な操作が可能になります。

RFボードとブレッドボードの開発には約6か月で、重大な問題に悩まされました。信号が互いに反射したり干渉したりすることなくスムーズに通過するように、回路の隣接する要素は互いに正確に一致する必要がありました。さらに、エンジニアは携帯電話やWi-Fiからの干渉を拾う可能性のある回路を慎重に避ける必要がありました。

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