Kvant kompyuterlari, kvant mexanik effektlari yordamida axborotni qayta ishlovchi hisoblash tizimlari ba'zi hisoblash vazifalari bo'yicha klassik kompyuterlardan ustun bo'lishi mumkin edi. Ushbu kompyuterlar kvant ma'lumotlarining asosiy birliklari bo'lgan kubitlarga tayanadi, ular superpozitsiya va chalkashlik deb nomlanuvchi kvant effektlari tufayli bir nechta holatda (0, 1 yoki ikkalasi bir vaqtning o'zida) mavjud bo'lishi mumkin.
So'nggi yillarda ishlab chiqilgan kvant kompyuterlarining ko'pchiligi an'anaviy supero'tkazgichlarga, juda past haroratlarda nolga teng elektr qarshiligini ko'rsatadigan materiallarga asoslangan. Ishonchli ishlash va o'ta o'tkazuvchanlikni ko'rsatish uchun ushbu materiallarga asoslangan sxemalarni millikelvin haroratiga qadar sovutish kerak.
Kvant kompyuterlarida har bir kubit odatda o'z boshqaruv chizig'ini talab qiladi. Bu shuni anglatadiki, muhandislar elektr impulslarini (ya'ni signal liniyalari) o'tkazadigan bir nechta simlarni kiritishlari kerak va zarur simlar soni kubitlar soni bilan ortadi. Kvant kompyuterlari kattalashgani sayin, bu muammoli bo'lishi mumkin, chunki protsessorlarni qurish va ishonchli ishlashi qiyinlashadi.
Raqamli kvant hisoblash tizimlarini ishlab chiquvchi Seeqc Inc kompaniyasi tadqiqotchilari yaqinda yangi kvant protsessorini taqdim etdilar, u sezilarli darajada kamroq simlarni talab qilishiga qaramay, ishonchli va millikelvin haroratlarda ishlay oladi. Ushbu protsessor nashr etilgan maqolada taqdim etilganTabiat elektronikasi, noyob dizaynga ega bo'lib, unda kubitlar va ularning boshqaruv elektronikasi ikkita alohida, lekin ulangan o'ta o'tkazuvchan chiplarga birlashtirilgan.
Kaleb Jorda, Jeykob Bernxardt va ularning hamkasblari o'z maqolalarida: "O'ta o'tkazuvchan kvantli hisoblash platformalarini ishlab chiqish katta masshtablash muammolariga duch keladi, chunki har bir kubitni boshqarish uchun alohida signal liniyalari talab qilinadi". "Ushbu simlarni ulash xona haroratidagi nazorat elektronikasi va millikelvin haroratida ishlaydigan kubitlar o'rtasidagi integratsiyaning past darajasi natijasidir. Istiqbolli alternativa qubitlar bilan birga mavjud bo'lgan kriogen supero'tkazuvchi raqamli boshqaruv elektronikasini ishlatishdir."
Simlarni ulash muammosini yengish
Kattaroq hajmdagi kvant protsessorlarini ishlab chiqishga xalaqit berayotgan simlar bilan bog‘liq muammolarni bartaraf etish uchun ushbu tadqiqot guruhi yangi-ko‘p chipli modulni ishlab chiqdi. Ushbu modul ikkita alohida chiplardan iborat bo'lib, biri hosting qubitlari va boshqa boshqaruv elektroniği.
Tadqiqotchilar, xususan, kichik kvantlangan magnit signallar orqali juda qisqa va aniq elektr impulslarini yaratadigan o'ta o'tkazuvchan raqamli sxemalardan bir{0}}oqimli kvant nazorati elektroniğidan foydalanganlar. Ushbu sxemalarni o'z ichiga olgan chip o'ta o'tkazuvchanlik davrlarini o'z ichiga olgan chipga ag'darilgan{2}}chip ulanishi deb nomlanuvchi yondashuv yordamida ulangan.
Bu yondashish chiplarni yuzma-yuz--qo‘yib, so‘ngra ularni mikroskopik metall burmalar orqali bog‘lashni o‘z ichiga oladi. Jorda, Bernhardt va ularning hamkasblari tomonidan ishlab chiqilgan barcha multi{3}}chip moduli uni millikelvin haroratda ushlab turadigan kriogen qurilma ichida ishlaydi.
“Biz faol kvant protsessor blokini taqdim etamiz, unda kubitlar va bitta oqimli kvant nazorati elektroni bitta ko‘p{1}}chip moduliga ag‘darilib-chip bog‘lash orqali birlashtiriladi”, — deb yozadi mualliflar. "Bizning tizimimiz raqamli demultiplekslashdan foydalanib, nazorat impulslarini bir necha kubitlarga taqsimlaydi va shu tariqa nazorat liniyalarining chiziqli shkalasini qubitlar soniga buzadi. Ushbu yondashuv bilan biz 99% dan 99,9% gacha bir{5}}qubit aniqligini namoyish qilamiz."
Yuqori darajadagi kvant protsessorlariga yangi yondashuv
Ushbu tadqiqot guruhi tomonidan ishlab chiqilgan kvant protsessori o'tmishda taqdim etilgan boshqa ko'plab o'ta o'tkazuvchan kvant protsessorlariga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega. Dastlabki sinovlarda u juda yaxshi ishlashi aniqlandi va keng o'tkazgichlarga ehtiyoj sezmasdan qubitlar ustidan mukammal nazoratni saqlab qoladi.
Kelajakda yangi dizayn ko'plab qo'shimcha kubitlarni o'z ichiga olgan kattaroq kvant protsessorlarini yaratish uchun kengaytirilishi va shu bilan yanada murakkab hisoblash muammolarini hal qilishi mumkin. Bundan tashqari, u ishonchli ishlaydigan va yuqori darajaga ko'tarish osonroq bo'lgan boshqa shunga o'xshash multi{1}}chipli kvant modullarini joriy etishga ilhom berishi mumkin.
