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2021-12-13 10:16 |
控制量子計算的新超冷微波源研發(fā)成功
上周《自然·電子學(xué)》發(fā)表了一項研究，芬蘭阿爾托大學(xué)、VTT 和 IQM 在內(nèi)的一個研究聯(lián)盟設(shè)計了一種新的微波源，可以取代現(xiàn)有的阻礙量子計算機可擴展性的龐大控制系統(tǒng)。 7AI3|Ts]p
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據(jù)介紹，這一種電路，可以在接近絕對零度的溫度下產(chǎn)生控制量子計算機所需的高質(zhì)量微波信號。這是將控制系統(tǒng)移近量子處理器的關(guān)鍵一步，這可能會大大增加處理器中的量子比特數(shù)。 ]{(l;k9=e
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“我們已經(jīng)建立了一個精確的微波源，它可以在與量子處理器相同的低溫下工作，大約 -273℃，”團隊負(fù)責(zé)人 Mikko Mttnen 說，他是阿爾托大學(xué)和芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心的教授，也是聯(lián)合創(chuàng)始人和 IQM 首席科學(xué)家。 I $+ %~4
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新的微波源是一種可以與量子處理器集成的片上設(shè)備。它的尺寸大約不到一毫米，不需要連接不同溫度的高頻控制電纜。使用這種低功率、低溫的微波源，可以使用更小的低溫恒溫器，同時仍然增加處理器中的量子位數(shù)量。 D*CIE\+
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“我們的設(shè)備產(chǎn)生的功率是以前版本的 100 倍，足以控制量子位和執(zhí)行量子邏輯運算，”Mttnen 說。' 它產(chǎn)生一個非常精確的正弦波，每秒振蕩超過十億次。因此，來自微波源的量子位錯誤很少發(fā)生，這在實現(xiàn)精確的量子邏輯運算時很重要。 kmmL>fCV"M
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然而，連續(xù)波微波源，例如由該設(shè)備生產(chǎn)的微波源，不能按原樣用于控制量子位。首先，必須將微波整形為脈沖。該團隊目前正在開發(fā)快速打開和關(guān)閉微波源的方法。 tp#Z@ 5=
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IT之家了解到，即使沒有產(chǎn)生脈沖的開關(guān)解決方案，高效、低噪聲、低溫的微波源也可用于一系列量子技術(shù)，例如量子傳感器。 ==nYe { 2
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“除了量子計算機和傳感器，微波源還可以作為其他電子設(shè)備的時鐘。”Mttnen 解釋稱，它可以讓不同的設(shè)備保持相同的節(jié)奏，使它們能夠在所需的時間瞬間對幾個不同的量子位進行操作。 $<
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此次研究的理論分析和初步設(shè)計由 VTT 的 Juha Hassel 等人完成。Hassel 目前是 IQM Quantum Computers 的工程和開發(fā)主管，IQM Quantum Computers 是泛歐量子計算機的領(lǐng)導(dǎo)者。 =
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該設(shè)備隨后在 VTT 制造，并由阿爾托大學(xué)的博士后研究 Chengyu Yan 和他的同事使用 OtaNano 研究基礎(chǔ)設(shè)施進行操作。 'uPxEu4 >4
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