Immagine: UNSW
Gli scienziati dell'Università del New South Wales (UNSW) hanno ideato un nuovo posizionamento del cablaggio di controllo che sperano possa raggiungere il controllo di milioni di qubit.
Nella ricerca pubblicata su Science Advances, il team ha affermato di volere il controllo, ma senza avere spazio prezioso occupato da cablaggi che utilizzavano quantità crescenti di elettricità e generavano calore che doveva essere dissipato.
“Fino a questo punto, il controllo dei qubit di spin degli elettroni si basava sulla fornitura di campi magnetici a microonde facendo passare una corrente attraverso un filo proprio accanto al qubit”, ha affermato l'ingegnere quantistico dell'UNSW Jarryd Pla.
“Prima di tutto, i campi magnetici diminuiscono molto rapidamente con la distanza, quindi possiamo controllare solo quei qubit più vicini al filo. Ciò significa che dovremmo aggiungere sempre più fili man mano che introduciamo sempre più qubit, il che richiederebbe un sacco di immobili sul chip.”
Il risonatore dielettrico
Immagine: UNSW
Con gli esperimenti completati a temperature di 50 millikelvin, un tocco sotto -273 Celsius, il calore dei fili potrebbe interferire con l'affidabilità dei qubit.
La soluzione era quella di posizionarsi in verticale e avere il cablaggio di controllo sopra i qubit, insieme a un cristallo chiamato risonatore dielettrico che spara le microonde e riduce la lunghezza d'onda delle microonde.
“Prima abbiamo rimosso il filo vicino ai qubit e poi abbiamo trovato un nuovo modo per fornire campi di controllo magnetici a frequenza di microonde attraverso l'intero sistema. Quindi, in linea di principio, potremmo fornire campi di controllo fino a quattro milioni di qubit”, ha detto Pla.
“Il risonatore dielettrico riduce la lunghezza d'onda al di sotto di un millimetro, quindi ora abbiamo una conversione molto efficiente della potenza delle microonde nel campo magnetico che controlla gli spin di tutti i qubit.
“Ci sono due innovazioni chiave qui. La prima è che non dobbiamo mettere molta potenza per ottenere un forte campo di guida per i qubit, il che significa in modo cruciale che non generiamo molto calore. La seconda è che il campo è molto uniforme in tutto il chip, in modo che milioni di qubit abbiano tutti lo stesso livello di controllo”.
Il test del sistema con il quantum esistente in silicio di UNSW si è rivelato efficace e i prossimi passi saranno semplificare la progettazione di processori quantistici in silicio per gestire decine di qubit.
“Anche se ci sono sfide ingegneristiche da risolvere prima di poter realizzare processori con un milione di qubit, siamo entusiasti del fatto che ora abbiamo un modo per controllarli”, ha affermato Pla.
Copertura quantistica senza spin
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