Afbeelding: UNSW
Wetenschappers van de Universiteit van New South Wales (UNSW) hebben een nieuwe plaatsing van besturingsbedrading bedacht waarvan ze hopen dat deze zal toenemen om miljoenen qubits te controleren.
In onderzoek gepubliceerd in Science Advances zei het team dat ze controle wilden, maar zonder kostbare ruimte in beslag te nemen door bedrading die steeds meer elektriciteit verbruikte en warmte opwekte die moest worden afgevoerd.
“Tot nu toe was het besturen van elektronenspinqubits afhankelijk van het leveren van magnetische microgolfvelden door een stroom door een draad direct naast de qubit te voeren”, zei UNSW-kwantumingenieur dr. Jarryd Pla.
“Ten eerste nemen de magnetische velden heel snel af met de afstand, dus we kunnen alleen die qubits besturen die zich het dichtst bij de draad bevinden. Dat betekent dat we steeds meer draden zouden moeten toevoegen naarmate we meer en meer qubits binnenbrachten, wat zou duren veel vastgoed op de chip.”
Omdat de experimenten zijn voltooid bij temperaturen van 50 millikelvin, iets onder de -273 graden Celsius, zou de hitte van de draden de betrouwbaarheid van de qubit kunnen verstoren.
De oplossing was om verticaal te worden en de besturingsbedrading boven de qubits te hebben, samen met een kristal dat een diëlektrische resonator wordt genoemd en die microgolven erop afvuurt en de golflengte van de microgolven krimpt.
“Eerst verwijderden we de draad naast de qubits en bedachten toen een nieuwe manier om magnetische controlevelden met microgolffrequentie over het hele systeem te leveren. Dus in principe konden we controlevelden leveren tot maximaal vier miljoen qubits,” zei Pla.
“De diëlektrische resonator krimpt de golflengte tot onder een millimeter, dus we hebben nu een zeer efficiënte omzetting van microgolfvermogen in het magnetische veld dat de spins van alle qubits regelt.
“Er zijn hier twee belangrijke innovaties. De eerste is dat we niet veel kracht hoeven te zetten om een sterk aandrijfveld voor de qubits te krijgen, wat cruciaal betekent dat we niet veel warmte genereren. De tweede is dat de veld is zeer uniform over de chip, zodat miljoenen qubits allemaal hetzelfde niveau van controle ervaren.”
Het testen van het systeem met bestaand kwantum in silicium van UNSW bleek succesvol, en de volgende stappen zullen zijn om het ontwerp van silicium kwantumprocessors te vereenvoudigen tot tientallen qubits.
“Hoewel er technische uitdagingen zijn die moeten worden opgelost voordat processors met een miljoen qubits kunnen worden gemaakt, zijn we enthousiast over het feit dat we nu een manier hebben om ze te beheersen”, zei Pla.
Quantum Coverage Without Spin
Quantum computing: hoe BMW zich voorbereidt op de volgende technologische revolutie Een 'gat' nieuwe wereld voor het potentieel van mini-quantumcomputersUNSW biedt Bachelor of Quantum Engineering-graad Archer van Australië en zijn plan voor overheersing van de kwantumwereld
Verwante onderwerpen:
Australië CXO Digital Transformation Tech Industry Smart Cities Cloud 