По словам компании Oxford Ionics, которая стоит за этим проектом и сотрудничает с университетами Оксфорда и Орегона, поскольку нет необходимости в лазерах на каждый кубит, его легче масштабировать на множество кубитов.
Oxford Ionics также претендует на рекорд среди своих микросхем с квантовой логикой на захваченных ионах: 99,97% точности для двухкубитных логических элементов, а также 99,9992% точности для однокубитных операций. “Предыдущие мировые рекорды были достигнуты с использованием коррекции ошибок в аппаратном обеспечении. Чипы Oxford Ionics обеспечивают более чем двукратное повышение производительности без необходимости исправления ошибок, используя в 10 раз меньше кубитов”, – говорится в сообщении.
В демонстрационном устройстве, имеющем участки (~350 мкм в поперечнике) для семи ионов кальция в ряд, расположенные на высоте 40 мкм над поверхностью микросхемы, пара линейных проводников, по которым под всеми участками проходит переменный радиочастотный ток, и создает общее переменное магнитное поле для всех них. В то же время по всей поверхности микросхемы создается статическое магнитное поле ~8,5 мТл.
На третий линейный проводник, также проходящий под всеми участками, подается импульс переменного тока для инициирования квантовых взаимодействий, как только будут установлены предварительные условия взаимодействия.
Ключевым моментом этой схемы является возможность индивидуальной точной настройки каждого иона путем создания электрического поля локальной формы – в качестве альтернативы точной настройке лазером.
Это электрическое поле создается множеством проводящих участков поверхности вокруг каждого ионного узла, где каждый из участков может быть индивидуально настроен на произвольное напряжение постоянного тока – подход, хорошо подходящий для технологий интегральных схем, отмечает компания.
Настроив общий магнитный привод переменного тока и локальные электростатические приводы постоянного тока, все семь кубитов можно подготовить к взаимодействию, или некоторые из них могут быть временно скрыты, в то время как два или любое другое оставшееся подмножество подготовлены к взаимодействию, или, скажем, пара на одном конце и пара на другом может быть подготовлена отдельно.
Те же электроды постоянного тока используются и для создания квантовых ям, которые удерживают ионы на месте, и координируются с соседними электродами для шунтирования ионов.
«Этот уникальный встраиваемый подход использует самую высокоэффективную технологию кубитов – захваченные ионы – и интегрирует все необходимое для управления ими в кремниевый чип, который может производиться серийно с использованием стандартных производственных мощностей и процессов производства полупроводников», – сказали в Oxford Ionics.
Несмотря на то, что взаимодействие кубитов в демонстраторе осуществляется без использования лазера, набор лазеров, расположенных над средней из семи точек, используется для вспомогательных функций, включая ионную загрузку, ионное охлаждение, инициализацию и измерение кубитов.
Цель компании состоит в том, чтобы воплотить концепцию в интегрированные двумерные массивы кубитов, по-прежнему использующие три магнитных привода переменного тока и пусковые электроды, а также локальные электростатические поля с индивидуальной структурой, чтобы создать 256-кубитный чип, который может быть изготовлен на существующих линиях по производству полупроводников, – говорится в сообщении.
Компания получила финансирование для производства "Квартета", одного из нескольких прототипов квантовых компьютеров, отобранных для Национального центра квантовых вычислений Великобритании (NQCC).
«Новые результаты знаменуют собой важный шаг вперед в квантовых вычислениях с ионными ловушками и подтверждают масштабируемость технологии», – сказал директор NQCC Майкл Катберт. «Заявленные результаты работы с одним и двумя кубитными гейтами превосходят достижения других игроков на сегодняшний день, а это означает, что исправление ошибок становится возможным с минимальными накладными расходами».
Компания Oxford Ionics была основана в 2019 году Томом Харти (ныне технический директор) и Крисом Баллансом (ныне генеральный директор). По данным компании, в ее команду входят 55 мировых экспертов в области физики, квантовой архитектуры, инженерии и программного обеспечения, число которых, как ожидается, вырастет примерно до 150 человек через три года. На данный момент компания получила 37 миллионов фунтов стерлингов от инвесторов, включая Braavos, OSE, Lansdowne Partners, Prosus Ventures, 2xN и Hermann Hauser. Компания также сотрудничает в области исследований и разработок с Infineon Technologies.Источник: https://www.electronicsweekly.com/news/research-news/scalable-no-laser-qubit-integrated-circuit-for-...
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
