إنجاز في الدقة بالسيليكون
أظهر فريق بقيادة باحثين في RIKEN دقة بوابات أحادية الكيوبت تتجاوز 99.99 في المئة عبر جميع الكيوبتات الخمسة في مصفوفة كيوبتات سبين سيليكونية، مع بعض القياسات تقترب من 99.999 في المئة. ونُشرت النتائج في مجلة Nature Physics.
الدقة مقياس لعدد المرات التي تنتج فيها عملية كمية النتيجة المقصودة. ومعدلات الخطأ دون واحد في عشرة آلاف تضع الأجهزة السيليكونية في النطاق الذي يمكن أن تبدأ فيه مخططات تصحيح الأخطاء بالعمل، وهذا أعلى أداء أحادي الكيوبت يُبلَّغ عنه حتى الآن لكيوبتات السبين السيليكونية.
تخزن كيوبتات السبين السيليكونية المعلومات في سبين إلكترون واحد. وهي أصغر بنحو ألف مرة من الترانسمونات فائقة التوصيل المستخدمة في معظم الحواسيب الكمية اليوم، ويمكن تصنيعها بالأدوات نفسها المستخدمة في إنتاج شرائح الحاسوب العادية، ولهذا تدرسها المصانع عن كثب.
تشغيل الكيوبتات جنباً إلى جنب
المشكلة الأصعب هي التحكم المتوازي. فعندما تتشارك عدة كيوبتات خط تحكم ميكروويف واحد، تتسرب الإشارات إلى بعضها وتهبط الدقة. وتتبع الفريق المصدر الرئيسي لهذا التدهور في مصفوفة سيليكونية من خمسة كيوبتات وصمم بروتوكول تخفيف يعتمد فقط على معايرات الطور الثنائية.
وباستخدام نبضات تحكم مخصصة بنافذة كايزر على خط مشترك، حافظ الباحثون على دقة تتجاوز 99.99 في المئة لكل كيوبت على حدة وحافظوا على هذا المستوى أثناء تشغيل ما يصل إلى ثلاثة كيوبتات في وقت واحد. وعندما عملت الخمسة جميعاً بالتوازي، بقيت الدقة عند 99.9 في المئة أو أعلى، وهي العتبة العملية لتحمل الأخطاء.
لماذا يهم ذلك للتوسع
تحتاج الحواسيب الكمية إلى آلاف الكيوبتات لمعالجة مشكلات مفيدة، وكل كيوبت يحتاج إلكترونيات تحكم. ولو تطلب كل كيوبت خطاً مخصصاً خاصاً به، لأصبحت الأسلاك وحدها غير قابلة للإدارة. ومشاركة خطوط التحكم طريق للالتفاف حول هذا الاختناق.
وقال سيغو تاروتشا، الذي يدير مشروع حوسبة كمية سيليكونية ضمن برنامج مونشوت الياباني، إن التحكم المتوازي الموثوق خطوة أساسية نحو آلة متحملة للأخطاء مبنية على كيوبتات السبين السيليكونية. وتشير الورقة إلى أن نهج التحكم ينبغي أن يمتد إلى مصفوفات أكبر، استناداً إلى توسع القدرة الذي لاحظه الفريق. وستحاول مختبرات مستقلة الآن إعادة إنتاج الأرقام، وهو الاختبار المعتاد لمزاعم بهذه الدقة.
---وصلة تغذية دوارة فراغية بالموائع المغناطيسية موثوقة لتصنيع أشباه الموصلات
في تصنيع أشباه الموصلات، يعد الحفاظ على سلامة الفراغ الفائق أثناء الحركة الدورانية أمرًا بالغ الأهمية — من نمو السيليكون أحادي البلورة وCVD إلى الترذيذ والحفر بالبلازما. توفر Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough من FerrofluidTec وصلات تغذية دوارة محكمة الإغلاق بمعدلات تسرب تصل إلى 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹، ودرجة فراغ تصل إلى 10⁻⁶ Pa، وأقطار عمود قابلة للتخصيص من 10mm إلى 100mm. مصنوعة من أغلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ غير المغناطيسي وأعمدة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات النفاذية المغناطيسية، توفر هذه الوصلات إغلاقًا موثوقًا وخاليًا من الصيانة لبيئات الفراغ الصعبة. قم بزيارة www.ferrofluidtec.com لمعرفة المزيد.