Dispozitivul nou inventat controlează mii de qubiți

O echipă de oameni de știință și ingineri de la Universitatea din Sydney și Microsoft Corporation (MSFT ) au colaborat pentru a dezvolta un dispozitiv nou care are implicații majore pentru calculul cuantic. Chipul unic poate funcționa de 40 de ori mai rece decât spațiul cosmic și este capabil să controleze semnale pentru mii de qubiți, care sunt blocurile de bază ale calculatoarelor cuantice.

Rezultatele au fost publicate în Nature Electronics.

Profesorul David Reilly este cel care a proiectat chipul. El are o poziție comună la Universitatea din Sydney și Microsoft.

“Pentru a realiza potențialul calculului cuantic, mașinile vor trebui să funcționeze cu mii, dacă nu milioane de qubiți,” a spus profesorul Reilly.

“Cele mai mari calculatoare cuantice din lume funcționează în prezent cu doar 50 sau aproximativ 50 de qubiți,” a continuat el. „Această scară mică se datorează în parte limitărilor arhitecturii fizice care controlează qubiții. Noul nostru chip pune capăt acestor limitări.”

Sisteme cuantice

Una dintre principalele cerințe ale unui sistem cuantic eficient este ca qubiții să funcționeze la temperaturi de aproximativ zero, sau -273,15 grade. Motivul pentru această cerință de temperatură este ca qubiții să nu-și piardă caracterul de materie sau lumină, care este necesar pentru calculatoarele cuantice pentru a efectua aplicații specializate.

Unul dintre motivele pentru care sistemele cuantice implică adesea multe fire este că ele funcționează pe baza instrucțiunilor, care vin sub forma semnalelor electrice trimise și primite.

Profesorul Reilly este, de asemenea, investigator-șef la ARC Centre for Engineered Quantum Systems (EQUS).

“Mașinile actuale creează o frumoasă matrice de fire pentru a controla semnalele; ele arată ca un cuib de păsări sau un candelabru. Sunt frumoase, dar fundamental impractice. Acest lucru înseamnă că nu putem scala mașinile pentru a efectua calcule utile. Există o adevărată problemă de intrare/ieșire,” a spus profesorul Reilly.

Conform dr. Kushal Das, inginer senior de hardware la Microsoft și co-inventator al dispozitivului, „Dispozitivul nostru elimină toate aceste cabluri. Cu doar două fire care transportă informații ca intrare, el poate genera semnale de control pentru mii de qubiți. Acest lucru schimbă totul pentru calculul cuantic.”

Microsoft Quantum Laboratories

Noul chip a fost inventat la Microsoft Quantum Laboratories, care este situat la Universitatea din Sydney. Parteneriatul reunește cele două lumi diferite pentru a găsi abordări inovatoare pentru provocările de inginerie.

“Construirea unui calculator cuantic este poate cea mai dificilă sarcină de inginerie a secolului al XXI-lea. Acest lucru nu poate fi realizat lucrând cu o echipă mică într-un laborator universitar dintr-o țară, ci necesită amploarea oferită de un gigant tehnologic global precum Microsoft,” a spus profesorul Reilly.

“Prin parteneriatul nostru cu Microsoft, nu am sugerat doar o arhitectură teoretică pentru a depăși blocajul de intrare/ieșire, ci am construit-o.

“Am demonstrat acest lucru prin proiectarea unui chip de siliciu personalizat și cuplarea lui la un sistem cuantic,” a spus el. “Sunt încrezător că acesta este cel mai avansat circuit integrat construit vreodată pentru a funcționa la temperaturi criogenice profunde.”

Dispozitivul nou dezvoltat ar putea juca un rol major în avansarea calculatoarelor cuantice, care sunt una dintre cele mai revoluționare tehnologii la îndemâna noastră. Calculatoarele cuantice sunt extrem de avansate în capacitatea lor de a rezolva probleme pe care calculatoarele clasice nu le pot rezolva, cum ar fi cele din domeniile criptografiei, medicinei, inteligenței artificiale și multe altele.