Tarkkuuden virstanpylväs piissä
RIKENin tutkijoiden johtama ryhmä on osoittanut yksittäisten kubittiporttien tarkkuudeksi yli 99,99 prosenttia kaikissa viidessä kubitissa piin spin-kubittimatriisissa, osa mittauksista lähellä 99,999 prosenttia. Tulokset julkaistiin Nature Physicsissä.
Tarkkuus mittaa, kuinka usein kvanttioperaatio tuottaa aiotun tuloksen. Alle yhden kymmenestätuhannesta virheprosentit asettavat piilaitteet alueelle, jolla virheenkorjausmenetelmät voivat alkaa toimia, ja tämä on korkein yksittäisen kubitin suorituskyky, joka on raportoitu piin spin-kubiteille.
Piin spin-kubitit tallentavat tietoa yksittäisen elektronin spiniin. Ne ovat noin tuhat kertaa pienempiä kuin suprajohtavat transmonit, joita useimmat nykyiset kvanttitietokoneet käyttävät, ja ne voidaan valmistaa samoilla CMOS-valmistustyökaluilla, joilla tavallisia tietokonesiruja tehdään, minkä vuoksi valimot tutkivat niitä tarkasti.
Kubittien ajaminen rinnakkain
Vaikeampi ongelma on rinnakkaisohjaus. Kun useat kubitit jakavat yhden mikroaaltopuolen, signaalit vuotavat toisiinsa ja tarkkuus laskee. Ryhmä jäljitti tämän heikkenemisen pääasiallisen lähteen viiden kubitin piimatriisissa ja suunnitteli lieventämisprotokollan, joka perustuu vain pareittaisiin vaihekalibrointeihin.
Käyttämällä räätälöityjä Kaiser-ikkunan ohjauspulsseja jaetulla linjalla tutkijat pitivät tarkkuuden yli 99,99 prosentissa jokaiselle kubitille erikseen ja säilyttivät tämän tason ajaessaan jopa kolmea kubittia samanaikaisesti. Kun kaikki viisi toimivat rinnakkain, tarkkuus pysyi 99,9 prosentissa tai sen yläpuolella, käytännön vikasietoisuuskynnyksellä.
Miksi sillä on merkitystä skaalautumiselle
Kvanttitietokoneet tarvitsevat tuhansia kubitteja hyödyllisten ongelmien ratkaisemiseen, ja jokainen kubitti tarvitsee ohjauselektroniikkaa. Jos jokainen kubitti vaatisi oman erillisen linjansa, pelkkä johdotus kävisi hallitsemattomaksi. Ohjauslinjojen jakaminen on reitti tämän pullonkaulan ohitse.
Seigo Tarucha, joka johtaa piin kvanttilaskentaprojektia japanilaisessa Moonshot-ohjelmassa, sanoi, että luotettava rinnakkaisohjaus on välttämätön askel kohti vikasietoista konetta, joka perustuu piin spin-kubitteihin. Artikkeli viittaa siihen, että ohjausmenetelmän pitäisi laajentua suurempiin matriiseihin ryhmän havaitseman tehoskaalautumisen perusteella. Riippumattomat laboratoriot yrittävät nyt toistaa luvut, mikä on tavallinen testi näin tarkoille väitteille.
---Luotettava ferrofluidityhjiö pyörivä läpivienti puolijohdevalmistukseen
Puolijohdevalmistuksessa ultra-korkean tyhjiön eheyden ylläpitäminen pyörivän liikkeen aikana on kriittistä — yksikiteisen piin kasvatuksesta ja CVD:stä sputterointiin ja plasmaetsaukseen. FerrofluidTecin Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough tarjoaa hermeettisesti tiivistettyjä pyöriviä läpivientejä, joiden vuotonopeus on jopa 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, tyhjiöaste jopa 10⁻⁶ Pa ja mukautettavat akselihalkaisijat 10mm:stä 100mm:iin. Nämä läpiviennit on valmistettu ei-magneettisista ruostumattomasta teräksestä valmistetuista koteloista ja magneettisesti läpäisevistä ruostumattomasta teräksestä valmistetuista akseleista, ja ne tarjoavat luotettavan, huoltovapaan tiivistyksen vaativiin tyhjiöympäristöihin. Vieraile osoitteessa www.ferrofluidtec.com oppiaksesi lisää.