Создана трехмерная шина для расширяемых квантовых вычислений: квантовый сокет

Квантовая вычислительная архитектура находится сейчас на грани масштабируемости, что является ключевым требованием для реализации квантового компьютера. Следующим этапом в реализации в этом направлении является реализация квантовых кодов коррекции ошибок (пр. аналогично принципам подавления помех), что позволить смягчить воздействие неисправной квантовой информации на квантовом компьютере. Архитектуры с десятью или более квантовыми битами (кубитов), были реализованы с использованием захваченных магнитными ловушками ионами и сверхпроводящими цепями. В то время как эти реализации являются потенциально масштабируемыми, истинная масштабируемость потребует создания инженерных систем, для объединения классической и квантовой аппаратуры. Одной из технологий, которая требует определенных усилий, является реализация метода контроля и измерений большого числа кубитов (пр. как раз больше десяти). В этой работе мы вводим решение для коммуникации твердотельных кубитов: квантовый сокет.

Квантовый сокет полностью использует третье измерение для подключения классической электроники к кубитам с более высокой плотностью и более высокой производительностью, чем двумерные методы, основанные на проволочной связи. Квантовый сокет сделан за счет трехмерных проводов под прессом, которые встраиваются непосредственно на изготавливаемом чипе, что создает электрический контакт. Небольшое сечение провода (около 1 мм), почти немагнитные компоненты и функциональные возможности при низких температурах делают квантовый сокет идеально подходящим для эксплуатации твердотельных кубитов. Провода имеют коаксиальную геометрию и работают в диапазоне частот от постоянного тока до 8 Ггц, с контактным сопротивлением 150 мОм, рассогласование импедансов приблизительно 10 Ом, а перекрестные помехи минимальны.

В качестве доказательства своего подхода, мы изготовили и использовали квантовый сокет для измерения с высокой точностью сверхпроводящие резонаторы при температуре около 10 мК. Квантовые коды исправления ошибок, такие как код коррекции поверхности будут в значительной степени выигрывать от квантового сокета, который даст возможность для адресации информации кубитам, расположенным на двумерной решетке. Данная реализация сокета может быть легко расширена для приспособления квантового процессора с (10

Источник: journals.aps.org

Комментарии: