Intel und QuTech, eine Zusammenarbeit zwischen Technische Universität Delft und die niederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung haben Ergebnisse in der Quantenforschung veröffentlicht, die behaupten, den „Verbindungsengpass“ zu beseitigen, der zwischen Quantenchips in Kühlschränken mit kryogener Verdünnung und dem Komplex besteht Raumtemperaturelektronik, die die Qubits steuert. Die Innovationen wurden in der Branche Nature behandelt Das führende Wissenschaftsjournal für Peer-Review-Forschung soll einen wichtigen Meilenstein bei der Bewältigung einer der größten Herausforderungen für die Quantenskalierbarkeit mit Intels kryogenem Controller-Chip Horse Ridge darstellen.
Warum? kann von Bedeutung sein
Ein wesentlicher Engpass für das Quantencomputing liegt zwischen dem Quantenchip, der bei niedrigen, kryogenen Temperaturen im Verdünnungskühlschrank gespeichert ist, und der Elektronik zur Steuerung der Raumtemperatur, die die Qubits steuert. Der Betrieb der Steuerelektronik mit hoher Wiedergabetreue bei kryogenen Temperaturen ist der Schlüssel zur Überwindung des sogenannten „Verbindungs-oder Verkabelungsengpasses“. Laut Intel hat es den ersten Schritt unternommen, um dieser Herausforderung zu begegnen, als es Horse Ridge einführte, einen kryogenen Steuerchip für Qubits, der mit seiner 22-nm-FinFET-Low-Power-Technologie hergestellt wurde. Eine zweite Generation des Chips wurde im vergangenen Jahr eingeführt. Horse Ridge zielt darauf ab, wichtige Steuerfunktionen für den Betrieb von Quantencomputern in den kryogenen Kühlschrank zu bringen-so nah wie möglich an den Qubits selbst-, um die Komplexität der Steuerverdrahtung für Quantensysteme zu optimieren.
Neueste Forschungsergebnisse zeigt Ergebnisse aus randomisiertem Benchmarking, die zeigen, dass ein kommerzieller CMOS-basierter Kryo-Controller eine kohärente Steuerung eines Zwei-Qubit-Prozessors bei der gleichen Wiedergabetreue (99,7%) wie Raumtemperaturelektronik erreicht. Dies soll ein wichtiger Meilenstein in der Forschung auf dem Gebiet der Kryoelektronik für das Quantencomputing sein.
Intel und QuTech zeigten Frequenzmultiplex, indem sie dasselbe Kabel zur Steuerung von zwei Qubits verwendeten. Dies wird als Proof of Concept angesehen, da derzeit jedes Qubit einzeln über ein eigenes Kabel gesteuert wird-ein Ansatz, der mit zunehmender Anzahl von Qubits nicht skalierbar ist. Horse Ridge zielt darauf ab, diese Einschränkung zu lösen, indem Multiplexing eingesetzt wird, um die Anzahl der für die Qubit-Steuerung erforderlichen Hochfrequenzkabel zu verringern.
Das Forschungsteam demonstrierte die Programmierbarkeit des Controllers durch Ausführen einer Zwei-Qubit-Algorithmus namens Deutsch-Jozsa-Algorithmus, der auf einem Quantencomputer effizienter ist als auf einem herkömmlichen Computer.
Die durch randomisiertes Benchmarking verifizierten Forschungsergebnisse validieren das Original verspricht Horse Ridge als hochintegrierte und skalierbare Lösung zur Vereinfachung der Quantensteuerungselektronik und beweist, dass die Technologie direkt auf Multi-Qubit-Algorithmen und verrauschte Quantengeräte im mittleren Maßstab angewendet werden kann.
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