Kamień milowy wierności w krzemie
Zespół kierowany przez badaczy z RIKEN wykazał wierność bramek jednokubitowych powyżej 99,99 proc. we wszystkich pięciu kubitach krzemowej macierzy spinowej, z niektórymi pomiarami zbliżającymi się do 99,999 proc. Wyniki opublikowano w Nature Physics.
Wierność to miara tego, jak często operacja kwantowa daje zamierzony wynik. Wskaźniki błędów poniżej jednego na dziesięć tysięcy sytuują urządzenia krzemowe w zakresie, w którym schematy korekcji błędów mogą zacząć działać, a to najwyższa wydajność jednokubitowa dotychczas raportowana dla krzemowych kubitów spinowych.
Krzemowe kubity spinowe przechowują informacje w spinie pojedynczego elektronu. Są około tysiąc razy mniejsze niż nadprzewodzące transmony używane w większości dzisiejszych komputerów kwantowych i można je wytwarzać tymi samymi narzędziami do produkcji CMOS, które produkują zwykłe chipy komputerowe — dlatego odlewnie przyglądają się im uważnie.
Kubity działające obok siebie
Trudniejszym problemem jest sterowanie równoległe. Gdy kilka kubitów dzieli jedną linię sterowania mikrofalowego, sygnały przenikają do siebie i wierność spada. Zespół prześledził główne źródło tego pogorszenia w pięciokubitowej krzemowej macierzy i opracował protokół łagodzący oparty wyłącznie na kalibracjach fazowych par.
Używając dostosowanych impulsów sterujących z oknem Kaisera na wspólnej linii, badacze utrzymali wierność powyżej 99,99 proc. dla każdego kubitu indywidualnie i utrzymali ten poziom przy jednoczesnej pracy do trzech kubitów. Gdy wszystkie pięć działało równolegle, wierność pozostała na poziomie 99,9 proc. lub wyższym — praktycznym progu odporności na błędy.
Dlaczego to ważne dla skalowania
Komputery kwantowe potrzebują tysięcy kubitów do rozwiązywania użytecznych problemów, a każdy kubit potrzebuje elektroniki sterującej. Gdyby każdy kubit wymagał własnej dedykowanej linii, samo okablowanie stałoby się nie do opanowania. Współdzielenie linii sterowania to droga wokół tego wąskiego gardła.
Seigo Tarucha, który kieruje projektem krzemowych obliczeń kwantowych w ramach japońskiego programu Moonshot, powiedział, że niezawodne sterowanie równoległe jest niezbędnym krokiem w kierunku maszyny odpornej na błędy zbudowanej na krzemowych kubitach spinowych. Artykuł sugeruje, że podejście do sterowania powinno rozszerzyć się na większe macierze, na podstawie zaobserwowanego przez zespół skalowania mocy. Niezależne laboratoria będą teraz próbowały odtworzyć te liczby, co jest zwykłym testem dla tak precyzyjnych twierdzeń.
---Niezawodny ferrofluidowy próżniowy obrotowy przepustnik do produkcji półprzewodników
W produkcji półprzewodników utrzymanie integralności ultra wysokiej próżni podczas ruchu obrotowego jest krytyczne — od wzrostu monokryształów krzemu i CVD po rozpylanie i trawienie plazmowe. Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough od FerrofluidTec dostarcza hermetycznie uszczelnione obrotowe przepustniki o współczynniku wycieku tak niskim jak 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, stopniu próżni do 10⁻⁶ Pa i konfigurowalnych średnicach wału od 10mm do 100mm. Wykonane z niemagnetycznych obudów ze stali nierdzewnej i wałów ze stali nierdzewnej o przenikalności magnetycznej, te przepustniki zapewniają niezawodne, bezobsługowe uszczelnienie dla wymagających środowisk próżniowych. Odwiedź www.ferrofluidtec.com, aby dowiedzieć się więcej.