KotiUutisetSirun jäähdytys parantaa kvanttiskaalautuvuutta

Sirun jäähdytys parantaa kvanttiskaalautuvuutta

Uusi fotonisirujäähdytys alentaa loukkuun jääneiden ionien lämpötiloja ja edistää skaalautuvaa kvanttilaskentaa.

MIT:n insinöörit ovat julkistaneet uuden fotonisiin siruihin rakennetun jäähdytystekniikan, joka voi merkittävästi edistää loukkuun jääneiden ionien kvanttilaskentaa parantamalla jäähdytysnopeutta, tehokkuutta ja skaalautuvuutta, mikä on ratkaiseva este käytännön kvanttijärjestelmille.

Monien kvanttitietokoneiden ytimessä ovat ionit, joita pidetään paikoillaan ja joita manipuloidaan valolla.Nämä kubitit on jäähdytettävä lähellä absoluuttista nollaa tärinän aiheuttamien virheiden vaimentamiseksi.Perinteisissä järjestelmissä käytetään suuria ulkoisia lasereita ja optiikkaa ionien jäähdyttämiseen, mikä rajoittaa näiden järjestelmien pienikokoisuutta ja skaalautuvuutta.

MIT Lincoln Laboratoryn kanssa työskentelevä MIT-tiimi on suunnitellut tämän prosessin uudelleen integroimalla jäähdytysmekanismin suoraan fotoniseen siruun.Yhdistämällä siruun pieniä, tarkasti suunniteltuja antenneja, jotka lähettävät risteäviä valonsäteitä, tutkijat luovat polarisaatiogradienttijäähdytyskentän.Tämä älykäs järjestely poistaa nopeasti kineettisen energian loukkuun jääneistä ioneista ja jäähdyttää ne lämpötiloihin, jotka ovat noin kymmenen kertaa standardin laserjäähdytysrajan alapuolella, ja tekee sen noin 100 mikrosekunnissa, mikä on merkittävä parannus aikaisempiin lähestymistapoihin verrattuna.

Ratkaisevaa on, että tämä integroitu menetelmä eliminoi monimutkaisen ulkoisen optiikan ja isojen kryostaattiikkunoiden tarpeen, mikä avaa oven siruarkkitehtuureille, joissa tuhansia jäähdytyspisteitä toimii rinnakkain.Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kvanttiprosessorit voisivat skaalata paljon enemmän kubitteja pitäen ohjausjärjestelmät kompaktina ja vakaana.




Innovaatio perustuu integroituun fotoniseen reitittämiseen ja valon käsittelyyn samassa sirussa, joka vangitsee ionit, mikä stabiloi valokuvioita ja välttää tärinää, joka voi vaivata ulkoisia optisia asetuksia.Antennit ja aaltoputket on suunniteltu tuottamaan vakaata, huolellisesti polarisoitua valoa ioniloukkuun, mikä mahdollistaa jäähdytysdynamiikan tarkemman ohjauksen.

Vaikka nykyinen esittely on ensimmäinen todiste konseptista, tutkijat pitävät tätä tärkeänä askeleena kohti skaalautuvaa sirupohjaista kvanttilaskentaa.Tulevaisuudessa tutkitaan useiden ionien jäähdyttämistä samanaikaisesti ja siruarkkitehtuurien jalostusta monimutkaisempien toimintojen tukemiseksi.Tämä edistysaskel heijastaa alan laajempia pyrkimyksiä siirtää kvanttilaskentaa isoista laboratoriojärjestelmistä kohti kompakteja, elektroniikkaystävällisiä alustoja, jotka pystyvät käsittelemään suurempia kubittilukuja korkeammalla tarkkuudella.