Een nieuw regel- en uitleeselektronicasysteem ontwikkeld door ingenieurs van de National Accelerator
De besturingselektronica maakt gebruik van signalen van:klassieke apparaten als instructies voor de kwantumbits of qubits van de computer. De uitleeselektronica daarentegen meet de toestand van de qubits en stuurt deze informatie terug naar de klassieke apparaten.
Dit systeem kan het probleem van controle oplossen eninformatie lezen voor supergeleidende kwantumcomputers die gebruik maken van kant-en-klare commerciële apparatuur die niet voor deze taak is ontworpen. Daardoor moeten onderzoekers vaak tientallen duurdere componenten aan elkaar rijgen. De kosten kunnen oplopen tot tienduizenden dollars per qubit en de grote omvang van deze systemen zorgt voor extra uitdagingen.
RF-commandobord bevat meer dan 200elementen: chips voor frequentieregeling; filters om ongewenste frequenties te verwijderen; versterkers en verzwakkers voor aanpassing van de signaalamplitude; schakelaars om de signalen aan en uit te zetten. Het bord bevat ook een laagfrequente regelaar voor het aanpassen van bepaalde parameters van de qubit. Samen met een commercieel field-programmable gate array (FPGA)-bord dat dient als het "brein" van de computer, biedt het RF-bord alles wat wetenschappers nodig hebben om succesvol te communiceren met het kwantumapparaat.
De productie van deze twee compacte platen kostongeveer 10 keer goedkoper dan de productie van conventionele systemen. In hun eenvoudigste configuratie kunnen ze acht qubits aansturen. De integratie van alle RF-componenten in een enkel bord zorgt voor een snellere en nauwkeurigere werking, evenals realtime feedback en foutcorrectie.
De ontwikkeling van RF-kaarten en breadboards duurde:ongeveer zes maanden en was beladen met aanzienlijke moeilijkheden: aangrenzende elementen van het circuit moesten precies op elkaar passen, zodat de signalen soepel konden passeren zonder te worden gereflecteerd of met elkaar te interfereren. Bovendien moesten ingenieurs zorgvuldig circuits vermijden die interferentie van mobiele telefoons en wifi konden opvangen.
Lees verder:
Onverklaarbare dualiteit gevonden in elementaire deeltjesfysica: waar leidt het toe?
Kijk naar de uitlijning van de planeten in 2022: de helderste planeten zijn zichtbaar op de foto vanaf de aarde
Wetenschappers leggen uit hoe een stamcel "begrijpt" wat het zal worden