Рубеж точности в кремнии
Группа под руководством исследователей из RIKEN продемонстрировала точность однокубитных вентилей выше 99,99 процента на всех пяти кубитах массива кремниевых спиновых кубитов, причём некоторые измерения приближались к 99,999 процента. Результаты опубликованы в Nature Physics.
Точность — это мера того, как часто квантовая операция даёт намеченный результат. Частота ошибок ниже одного на десять тысяч выводит кремниевые устройства в диапазон, где схемы коррекции ошибок могут начать работать, и это наивысшая производительность однокубитных операций, о которой сообщалось для кремниевых спиновых кубитов.
Кремниевые спиновые кубиты хранят информацию в спине одного электрона. Они примерно в тысячу раз меньше сверхпроводящих трансмонов, используемых большинством современных квантовых компьютеров, и их можно изготавливать на тех же CMOS-инструментах, что и обычные компьютерные чипы, — поэтому фабрики изучают их так внимательно.
Работа кубитов бок о бок
Более сложная проблема — параллельное управление. Когда несколько кубитов используют одну микроволновую линию управления, сигналы просачиваются друг в друга, и точность падает. Команда отследила основной источник этой деградации в массиве из пяти кремниевых кубитов и разработала протокол смягчения, основанный только на попарных фазовых калибровках.
Используя специально подобранные управляющие импульсы Кайзера на общей линии, исследователи удерживали точность выше 99,99 процента для каждого кубита по отдельности и сохраняли этот уровень при работе до трёх кубитов одновременно. Когда все пять работали параллельно, точность оставалась на уровне 99,9 процента или выше — практический порог отказоустойчивости.
Почему это важно для масштабирования
Квантовым компьютерам нужны тысячи кубитов для решения полезных задач, и каждому кубиту нужна управляющая электроника. Если бы каждому кубиту требовалась собственная выделенная линия, одна только проводка стала бы неуправляемой. Совместное использование линий управления — путь в обход этого узкого места.
Сэйго Тарутя, руководящий проектом кремниевых квантовых вычислений в рамках японской программы Moonshot, заявил, что надёжное параллельное управление — необходимый шаг к отказоустойчивой машине на кремниевых спиновых кубитах. Статья предполагает, что подход к управлению должен масштабироваться на большие массивы, исходя из наблюдаемого командой масштабирования мощности. Независимые лаборатории теперь попытаются воспроизвести эти цифры — обычная проверка для столь точных заявлений.
---
Надежный феррожидкостный вакуумный вращающийся ввод для производства полупроводников
В производстве полупроводников поддержание целостности сверхвысокого вакуума во время вращательного движения имеет решающее значение — от выращивания монокристаллов кремния и CVD до распыления и плазменного травления. Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough от FerrofluidTec обеспечивает герметично уплотненные вращающиеся вводы с уровнем утечки всего 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, степенью вакуума до 10⁻⁶ Pa и настраиваемыми диаметрами вала от 10mm до 100mm. Изготовленные с немагнитными корпусами из нержавеющей стали и валами из нержавеющей стали с магнитной проницаемостью, эти вводы обеспечивают надежное, не требующее обслуживания уплотнение для требовательных вакуумных сред. Посетите www.ferrofluidtec.com, чтобы узнать больше.