新しく発明されたデバイスが数千のキュービットを制御する

シドニー大学とマイクロソフト社の科学者およびエンジニアのチームは、量子コンピューティングに大きな影響を与える新しいデバイスを開発するために協力しました。シングルチップは、深宇宙よりも40倍冷たい温度で動作し、数千のキュービットの信号を制御できるため、量子コンピュータの基本的な構成要素であるキュービットを制御できます。

結果は、Nature Electronicsに掲載されました。

チップの設計を担当したのは、デビッド・リリー教授です。彼は、シドニー大学とマイクロソフト社の両方で共同職務を持ちます。

「量子コンピューティングの潜在能力を実現するには、数千、または数百万のキュービットを操作する必要があります」とリリー教授は述べました。

「現在、世界最大の量子コンピュータは、50個程度のキュービットで動作しています。これは、キュービットを制御する物理アーキテクチャの限界のためです。私たちの新しいチップは、これらの限界を解消します」

量子システム

効率的な量子システムの主な要件の1つは、キュービットが約0度、または-273.15度の温度で動作することです。この温度要件の理由は、量子コンピュータが専用のアプリケーションを実行するために必要な物質や光の特性をキュービットが失わないようにするためです。

量子システムが多くのワイヤを使用する理由の1つは、電気信号の送受信に基づいて動作するためです。

リリー教授は、ARC Centre for Engineered Quantum Systems (EQUS)のチーフ・インベスティゲーターでもあります。

「現在のマシンは、美しい配線を生成して信号を制御します。つり下げられた金メッキの鳥の巣やシャンデリアのように見えます。見た目は美しいですが、根本的に実用的ではありません。つまり、有用な計算を実行するためにマシンを拡大できないということです。入出力のボトルネックがあります」とリリー教授は述べました。

マイクロソフトのシニアハードウェアエンジニアであり、デバイスの共同発明者であるクシャル・ダス博士によると、「私たちのデバイスはすべてのケーブルを排除します。2本のワイヤで情報を入力として送信するだけで、数千のキュービットの制御信号を生成できます。これは量子コンピューティングのすべてを変えます」

マイクロソフト量子研究所

新しいチップは、シドニー大学に所在するマイクロソフト量子研究所で発明されました。このパートナーシップは、2つの異なる世界を結び合わせて、エンジニアリングの課題に革新的なアプローチを生み出します。

「量子コンピュータを構築することは、21世紀で最も困難なエンジニアリングの課題の1つです。これは、1つの国で1つの大学の研究室で小さなチームで作業することで達成できるものではありません。グローバルなテック企業であるマイクロソフトのような規模が必要です」とリリー教授は述べました。

「マイクロソフトとのパートナーシップを通じて、私たちは理論的なアーキテクチャを提案するだけでなく、それを実現しました。

「私たちは、カスタムシリコンチップを設計し、それを量子システムに結合することでこれを実証しました」とリリー教授は述べました。「私は、これが深宇宙温度で動作する最も高度な集積回路であると自信を持って言えるでしょう」

新しく開発されたチップは、我々の手の届く範囲内で最も革命的な技術の1つである量子コンピュータの進歩に大きな役割を果たす可能性があります。量子コンピュータは、暗号化、医療、AIなど、クラシックコンピュータでは解決できない問題を解決する能力が非常に高いです。