Вся проблема заключается в том, что сверхпроводящие и другие типы кубитов, на базе которых строятся современные квантовые компьютеры, должны работать при температурах, максимально близких к температуре абсолютного нуля. Это не было бы большой проблемой, если бы не требовалось наличия сопряжения квантовых схем с обычными электронными схемами и компьютерами, которые обеспечивают конфигурирование квантовых систем, загрузку в них программ и данных, считывание результатов квантовых вычислений, их пост-обработку и визуализацию.
Логично было бы разместить некоторые компоненты обычной цифровой электроники, такие, как цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи и др., в криогенной камере в непосредственной близости от нужных участков квантовых схем. Однако, криогенные температуры «смертельны» для электроники, при них кремниевые и другие полупроводниковые материалы полностью теряют свои свойства и функциональные возможности.
Поэтому в настоящее время управление кубитами, запись и считывание информации производятся в большинстве случаев при помощи микроволновых сигналов, которые подаются и выводятся через множество трубок-волноводов в криогенную вакуумную камеру, в которой и располагаются все части квантовых схем. Именно поэтому квантовые процессоры и похожи сейчас на какие-то футуристические «люстры», густо опутанные блестящими трубками и изредка проводами.
Но такая ситуация может измениться уже в обозримом будущем. Первой «ласточкой» этих изменений стал новый кремниевый чип, разработанный и созданный молодой компанией из Нью-Йорка под названием SEEQC. Этот чип представляет собой цифровой контролер кубитов, он устанавливается непосредственно под квантовым процессором и позволяет манипулировать его кубитами, записывать и считывать из них информацию.
Новый чип был изготовлен на фабрике компании SEEQC в Эльмсфорде на обычной кремниевой подложке. Но в нем используются совершенно новые принципы и он, согласно имеющееся информации, не имеет ни одного классического транзистора в своей схеме, что позволяет ему работать при критически низких температурах.
Отметим, что компания SEEQC организовала свою работу достаточно интересным образом, они создали свой собственный квантовый компьютер, построенный изначально по традиционным принципам. И затем, при помощи разрабатываемых чипов они ведут работы по упрощению конструкции квантового компьютера с параллельным увеличением количества кубитов. Кроме этого специалисты компании ведут сейчас разработку еще двух типов чипов, которые будут находиться в более теплой области криогенной камеры, и которые будут производить дальнейшую пост-обработку результатов квантовых вычислений.
«Разработанная нами технология поможет в будущем строить более мощные квантовые компьютеры, в криогенных камерах которых будет размещаться большее количество кубитов» — рассказывает Джон Леви (John Levy), соучредитель и генеральный директор компании SEEQC, — «Ведь нынешние квантовые компьютеры имеют всего сотни сверхпроводящих кубитов, а для создания полноценного универсального компьютера это число должно исчисляться миллионами».
Ключевые слова:
Квантовый, Компьютер, Кубит, Цифровой, Контроллер, Чип, Кремний, Температура, SEEQC
Другие новости по теме:
Материалы по теме:
Posted in 
Tags: 