Kiekkomittainen arkkitehtuuri 500 suprajohtavalle kubitille

Oxford Quantum Circuits (OQC) julkaisi arXiv-julkaisun, jossa kuvataan kiekkokokoisen pakkausarkkitehtuurin suunnittelua, toteutusta ja kokeellista validointia. Tämä arkkitehtuuri pystyy tukemaan yli 500 suprajohtavaa kubittia yhdellä 3 tuuman kiekolla.

Tutkimuksessa esitelty yli 500 kubitin pakkausarkkitehtuuri tarjoaa skaalautuvan suunnitelman pakkaamiselle ja tekniikoille, joilla ratkaistaan niihin liittyviä teknisiä haasteita.

Merkittävää tutkijoiden mukaan on, että kokeellinen validointi osoittaa, että paketin skaalaus ei heikennä kubitin suorituskykyä. Kiekkokokoinen paketti toimii paitsi skaalautuvana integraatioalustana myös suuren läpimenon metrologiatyökaluna, joka kykenee nopeuttamaan iteratiivisia valmistuksen kehityssyklejä.

Tutkimuksessa käsitellään myös käytännön käyttöönottorajoituksia. Täysin kytketyn kokoonpanon, joka sisältää 504 vaimennettua käyttölinjaa, multipleksoidut lukulinjat ja parametriset vahvistinpumppulinjat, lämpömallinnus ennustaa sekoituskammion lämpökuormaksi noin 3 μW, mikä on selvästi kaupallisten laimennusjääkaappien jäähdytystehon rajoissa.

Laajamittaisten kvanttiprosessoreiden kehittäminen OQC:n johtopäätöksenä oli, että yli 500 suprajohtavaa kubittia tukevat kiekkokokoiset kotelot voidaan toteuttaa säilyttäen samalla vahva koherenssi ja mittaustarkkuus.

Laajamittaisten kvanttiprosessoreiden kehittäminen OQC:n johtopäätöksenä oli, että yli 500 suprajohtavaa kubittia tukevat kiekkokokoiset koosteet voidaan toteuttaa säilyttäen samalla korkea koherenssi ja mittaustarkkuus.

Tutkijoiden mukaan lähestymistapa tarjoaa:

- Vähähäviöisen, laaja-alaisen suprajohtavan koosterakenteen

- Tilastollisen näkemyksen koherenssijakaumista suurissa kubittikoosteissa

- Yhteensopivuuden kaupallisesti saatavilla olevan kryogeenisen infrastruktuurin kanssa

- Käytännöllisen reitin kohti skaalautuvia, laatoitettavia moduuleja vikasietoisille järjestelmille

Yhdistämällä sähkömagneettisen suunnittelun, materiaalien mallinnuksen, kryogeenisen suunnittelun ja automatisoidut kalibrointityönkulut työ edustaa merkittävää virstanpylvästä siirtymisessä laboratoriomittakaavan demonstraatioista valmistettaviin kvanttiprosessoreihin.

Aiheesta enemmän:

Uusi maailmanennätys kubitin toiminnan tarkkuudessa

VTT ja IQM rakensivat 50 kubitin kvanttitietokoneen

Edistystä suprajohteisissa kubiteissa