I cavi sui qubit fanno entrare i ricercatori dell’UNSW nel controllo quantistico

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Gli scienziati dell’Università del New South Wales (UNSW) hanno creato una nuova posizione per i cavi di controllo che sperano raggiunga il livello di controllo di un milione di qubit.

Nella ricerca pubblicata su Progress of Science, il team ha affermato di voler controllare, ma senza che i cavi occupino spazio prezioso che consuma quantità crescenti di elettricità e genera calore che deve essere dissipato.

“Finora, il controllo dei qubit di elettroni si basava sulla conduzione di campi magnetici a microonde facendo passare una corrente attraverso un filo vicino al qubit”, ha affermato il dottor Jared Pla, un ingegnere quantistico dell’Università del New Wales. il Sud.

In primo luogo, i campi magnetici diminuiscono molto rapidamente con la distanza, quindi possiamo controllare solo i qubit più vicini al filo. Ciò significa che dovremo aggiungere sempre più cavi perché portiamo sempre più qubit, il che richiederà un sacco di spazio accumulato sul chip.”

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Risonatore di isolamento elettrico – Credit: UNSW

Con gli esperimenti completati a temperature di 50 milli Kelvin, un tocco sotto i 273 gradi Celsius, il calore dei fili potrebbe interferire con l’affidabilità dei qubit.

La soluzione era stare in piedi e posizionare i fili di controllo sui qubit, insieme a un cristallo chiamato risonatore dielettrico che prende le microonde che gli sparano e riduce la lunghezza d’onda delle microonde.

“In primo luogo, abbiamo rimosso il filo adiacente ai qubit e poi abbiamo inventato un nuovo modo per comunicare i campi di controllo magnetico della frequenza delle microonde in tutto il sistema. Quindi, in linea di principio, possiamo fornire campi di controllo fino a quattro milioni di qubit”, ha detto Bla.

Il risonatore dielettrico riduce la lunghezza d’onda a meno di un millimetro, quindi ora abbiamo una conversione molto efficiente dell’energia delle microonde nel campo magnetico che controlla la rotazione di tutti i qubit.

Ci sono due innovazioni principali qui. Il primo è che non dobbiamo inserire molta energia per ottenere un forte campo di conduzione dei qubit, il che significa in modo cruciale che non generiamo molto calore. Il secondo è che il campo è così uniforme su tutto il chip che milioni di qubit stanno sperimentando lo stesso livello di controllo”.

Testare il sistema utilizzando The Quantity in Silicon dell’Università del New South Wales si è rivelato un successo e i prossimi passi saranno semplificare la progettazione di processori quantistici al silicio per gestire dozzine di qubit.

“Anche se ci sono sfide ingegneristiche da risolvere prima di poter costruire milioni di processori qubit, siamo entusiasti di avere ora un modo per controllarli”, ha affermato Bla.

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