控制量子計算的新超冷微波源研發成功

IT之家 12 月 13 日消息，《自然 電子學》上周發表的一項研究顯示，芬蘭阿爾托大學、VTT 和 IQM 在内的一個研究聯盟設計了一種新的微波源，可以取代現有的阻礙量子計算機可擴充性的龐大控制系統。

據介紹，這一種電路，可以在接近絕對零度的溫度下産生控制量子計算機所需的高品質微波信号。這是将控制系統移近量子處理器的關鍵一步，這可能會大大增加處理器中的量子比特數。

“我們已經建立了一個精确的微波源，它可以在與量子處理器相同的低溫下工作，大約 -273℃，”團隊負責人 Mikko M tt nen 說，他是阿爾托大學和芬蘭 VTT 技術研究中心的教授，也是聯合創始人和 IQM 首席科學家。

新的微波源是一種可以與量子處理器內建的片上裝置。它的尺寸大約不到一毫米，不需要連接配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量。

“我們的裝置産生的功率是以前版本的 100 倍，足以控制量子位和執行量子邏輯運算，”M tt nen 說。' 它産生一個非常精确的正弦波，每秒振蕩超過十億次。是以，來自微波源的量子位錯誤很少發生，這在實作精确的量子邏輯運算時很重要。

然而，連續波微波源，例如由該裝置生産的微波源，不能按原樣用于控制量子位。首先，必須将微波整形為脈沖。該團隊目前正在開發快速打開和關閉微波源的方法。

IT之家了解到，即使沒有産生脈沖的開關解決方案，高效、低噪聲、低溫的微波源也可用于一系列量子技術，例如量子傳感器。

“除了量子計算機和傳感器，微波源還可以作為其他電子裝置的時鐘。”M tt nen 解釋稱，它可以讓不同的裝置保持相同的節奏，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。

此次研究的理論分析和初步設計由 VTT 的 Juha Hassel 等人完成。Hassel 目前是 IQM Quantum Computers 的工程和開發主管，IQM Quantum Computers 是泛歐量子計算機的上司者。

該裝置随後在 VTT 制造，并由阿爾托大學的博士後研究 Chengyu Yan 和他的同僚使用 OtaNano 研究基礎設施進行操作。

除此之外，還包括華中科技大學副教授嚴現以及出現在刊文作者中的嚴承宇等人。