Нова електроника побољшава перформансе квантних рачунара

Нови електронски систем контроле и очитавања који су развили инжењери из Националног акцелератора

Фермилаб лабораторија Министарства енергетике САД, може значајно повећати перформансе квантног рачунара и смањити трошкове контролне опреме.

Управљачка електроника користи сигнале изкласични уређаји као упутства за квантне битове рачунара, или кубите. Електроника за очитавање, с друге стране, мери стање кубита и преноси ове информације назад на класичне уређаје.

Овај систем може да реши проблем контроле ичитање информација за суперпроводне квантне рачунаре који користе комерцијалну опрему која није дизајнирана за овај задатак. Као резултат тога, истраживачи често морају да спајају десетине скупљих компоненти. Трошкови могу порасти на десетине хиљада долара по кубиту, а велика величина ових система ствара додатне изазове.

РФ командна плоча садржи више од 200елементи: чипови за подешавање фреквенције; филтери за уклањање нежељених фреквенција; појачавачи и пригушивачи за подешавање амплитуде сигнала; прекидачи за укључивање и искључивање показивача правца. На плочи се налази и нискофреквентни регулатор за подешавање одређених параметара кубита. Заједно са комерцијалном плочом која се може програмирати на терену (ФПГА) која служи као „мозак“ рачунара, РФ плоча пружа све што је потребно научницима за успешну комуникацију са квантним уређајем.

Производња ове две компактне плоче коштаоко 10 пута јефтиније од производње конвенционалних система. У својој најједноставнијој конфигурацији, они могу да контролишу осам кубита. Интегрисање свих РФ компоненти у једну плочу обезбеђује бржи и прецизнији рад, као и повратне информације у реалном времену и исправљање грешака.

Узео је развој РФ плоче и матичне плочеоко шест месеци и био је препун значајних потешкоћа: суседни елементи кола су морали тачно да се поклапају један са другим тако да су сигнали пролазили глатко, а да се не рефлектују или ометају једни са другима. Поред тога, инжењери су морали пажљиво да избегавају кола која би могла да приме сметње од мобилних телефона и Ви-Фи мреже.

Опширније:

Необјашњива дуалност пронађена у физици елементарних честица: до чега ће то довести

Погледајте поравнање планета 2022: најсјајније планете су видљиве на фотографији са Земље

Научници објашњавају како матична ћелија "разуме" шта ће постати