Novoizumljeni uređaj kontrolira tisuće Qubita

Tim znanstvenika i inženjera sa Sveučilišta u Sydneyu i Microsoft Corporation udružili su se kako bi razvili novi uređaj koji ima velike implikacije za kvantno računalstvo. Jedan čip može raditi 40 puta hladnije od dubokog svemira i sposoban je kontrolirati signale za tisuće kubita, koji su temeljni građevni blokovi kvantnih računala.

Rezultati su objavljeni u Elektronika prirode. 

Profesor David Reilly odgovoran je za dizajn čipa. Ima zajednički položaj sa Sveučilištem u Sydneyu i Microsoftom.

"Da bi se ostvario potencijal kvantnog računalstva, strojevi će morati upravljati tisućama ako ne i milijunima qubita", rekao je profesor Reilly. 

"Najveća svjetska kvantna računala trenutno rade sa samo 50-ak kubita", nastavio je. “Ova mala skala djelomično je posljedica ograničenja fizičke arhitekture koja kontrolira kubite. Naš novi čip stavlja točku na ta ograničenja.”

Kvantni sustavi

Jedan od glavnih zahtjeva za učinkovit kvantni sustav je da kubiti rade na temperaturama oko nule, ili -273.15 stupnjeva. Razlog za ovaj temperaturni zahtjev je da kubiti ne izgube svoj karakter materije ili svjetlosti, što je potrebno kvantnim računalima za obavljanje specijaliziranih aplikacija. 

Jedan od razloga zašto kvantni sustavi često uključuju mnogo žica je taj što rade na temelju uputa, koje dolaze u obliku električnih signala poslanih i primljenih.

Profesor Reilly također je glavni istraživač u ARC Centru za projektirane kvantne sustave (EQUS). 

“Sadašnji strojevi stvaraju prekrasan niz žica za kontrolu signala; izgledaju poput preokrenutog pozlaćenog ptičjeg gnijezda ili lustera. Lijepe su, ali u osnovi nepraktične. To znači da ne možemo skalirati strojeve za izvođenje korisnih izračuna. Postoji stvarno input-output usko grlo,” rekao je profesor Reilly.

Prema dr. Kushalu Dasu, Microsoftovom višem hardverskom inženjeru i zajedničkom izumitelju uređaja, “Naš uređaj uklanja sve te kabele. Sa samo dvije žice koje prenose informacije kao ulaz, može generirati upravljačke signale za tisuće kubita. Ovo mijenja sve za kvantno računalstvo.”

Microsoft Quantum Laboratories

Novi čip je izumljen u Microsoft Quantum Laboratories, koji se nalazi na Sveučilištu u Sydneyu. Partnerstvo spaja dva različita svijeta kako bi se došlo do inovativnih pristupa inženjerskim izazovima.

“Izgradnja kvantnog računala možda je najizazovniji inženjerski zadatak 21. stoljeća. To se ne može postići radeći s malim timom u sveučilišnom laboratoriju u jednoj zemlji, ali treba razmjer koji omogućuje globalni tehnološki div poput Microsofta,” rekao je profesor Reilly.

“Kroz naše partnerstvo s Microsoftom, nismo samo predložili teoretsku arhitekturu za prevladavanje ulazno-izlaznih uskih grla, mi smo je izgradili.

“To smo pokazali dizajniranjem prilagođenog silikonskog čipa i njegovim spajanjem na kvantni sustav”, rekao je. "Uvjeren sam da mogu reći da je ovo najnapredniji integrirani krug ikada izgrađen za rad na dubokim kriogenim temperaturama."

Novorazvijeni čip mogao bi igrati glavnu ulogu u napretku kvantnih računala, koja su jedna od najrevolucionarnijih tehnologija u našem dosegu. Kvantna računala iznimno su napredna u svojim sposobnostima rješavanja problema koje klasična računala ne mogu, poput onih u područjima kriptografije, medicine, umjetne inteligencije itd.