En pålidelighedsmilepæl i silicium
Et hold ledet af forskere ved RIKEN har demonstreret enkelt-qubit-gate-pålidelighed over 99,99 procent på alle fem qubits i et silicium-spin-qubit-array, med nogle målinger tæt på 99,999 procent. Resultaterne blev offentliggjort i Nature Physics.
Pålidelighed er et mål for, hvor ofte en kvanteoperation giver det tilsigtede resultat. Fejlrater under én ud af ti tusind bringer silicium-enheder ind i det område, hvor fejlkorrektionsskemaer kan begynde at virke, og dette er den højeste enkelt-qubit-ydeevne, der hidtil er rapporteret for silicium-spin-qubits.
Silicium-spin-qubits lagrer information i spin af en enkelt elektron. De er omkring tusind gange mindre end de superledende transmons, som de fleste kvantecomputere bruger i dag, og de kan fremstilles med de samme CMOS-fremstillingsværktøjer, der producerer almindelige computerchips, hvilket er grunden til, at støberier studerer dem nøje.
At køre qubits side om side
Det sværere problem er parallel styring. Når flere qubits deler én mikrobølgestyrelinje, lækker signalerne ind i hinanden, og pålideligheden falder. Holdet sporede den primære kilde til denne forringelse i et fem-qubit silicium-array og designede en afbødningsprotokol udelukkende baseret på parvise fasekalibreringer.
Ved hjælp af skræddersyede Kaiser-vindue-styrepulser på en delt linje holdt forskerne pålideligheden over 99,99 procent for hver qubit individuelt og opretholdt dette niveau, mens op til tre qubits kørte samtidigt. Da alle fem kørte parallelt, forblev pålideligheden på 99,9 procent eller derover, den praktiske fejltolerancegrænse.
Hvorfor det betyder noget for skalering
Kvantecomputere har brug for tusindvis af qubits til at tackle nyttige problemer, og hver qubit har brug for styreelektronik. Hvis hver qubit krævede sin egen dedikerede linje, ville ledningsføringen alene blive uhåndterlig. Delt styrelinjer er en vej uden om denne flaskehals.
Seigo Tarucha, der leder et silicium-kvantecomputingprojekt under et japansk Moonshot-program, sagde, at pålidelig parallel styring er et afgørende skridt mod en fejltolerant maskine bygget på silicium-spin-qubits. Artiklen antyder, at styringstilgangen bør kunne udvides til større arrays, baseret på den effektskalering, holdet observerede. Uafhængige laboratorier vil nu forsøge at reproducere tallene, hvilket er den sædvanlige test for så præcise påstande.
---Pålidelig ferrofluid-vakuum roterende gennemføring til halvlederfremstilling
I halvlederfremstilling er det afgørende at opretholde ultra-høj vakuumintegritet under roterende bevægelse — fra enkeltkrystal siliciumvækst og CVD til sputtering og plasmaætsning. Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough fra FerrofluidTec leverer hermetisk forseglede roterende gennemføringer med lækagerater så lave som 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, vakuumgrad op til 10⁻⁶ Pa og tilpassbare akseldiametre fra 10mm til 100mm. Bygget med ikke-magnetiske rustfrie stålhuse og magnetisk permeable rustfrie stålakser giver disse gennemføringer pålidelig, vedligeholdelsesfri tætning til krævende vakuummiljøer. Besøg www.ferrofluidtec.com for at lære mere.