En fidelitetsmilstolpe i kisel
Ett team lett av forskare vid RIKEN har visat fideliteter för enstaka kvantbitar över 99,99 procent för alla fem kvantbitar i en kiselspinnmatris, med vissa mätningar nära 99,999 procent. Resultaten publicerades i Nature Physics.
Fidelitet är ett mått på hur ofta en kvantoperation ger det avsedda resultatet. Felkvoter under en på tiotusen placerar kiselenheter i det intervall där felkorrigeringsscheman kan börja fungera, och detta är den högsta prestandan för enstaka kvantbitar som rapporterats för kiselspinnkvantbitar.
Kiselspinnkvantbitar lagrar information i spinnet hos en enskild elektron. De är ungefär tusen gånger mindre än de supraledande transmoner som används av de flesta kvantdatorer i dag, och de kan tillverkas med samma CMOS-verktyg som producerar vanliga datorchips, vilket är anledningen till att gjuterier studerar dem noga.
Kvantbitar sida vid sida
Det svårare problemet är parallell styrning. När flera kvantbitar delar en mikrovågsstyrsignal läcker signalerna in i varandra och fideliteten sjunker. Teamet spårade den främsta källan till denna försämring i en kiselmatris med fem kvantbitar och utformade ett mildringsprotokoll enbart baserat på parvisa faskalibreringar.
Med skräddarsydda Kaiser-fönsterkontrollpulser på en delad ledning höll forskarna fideliteter över 99,99 procent för varje kvantbit individuellt och bibehöll den nivån med upp till tre kvantbitar i drift samtidigt. När alla fem kördes parallellt stannade fideliteten på 99,9 procent eller högre, den praktiska tröskeln för feltolerans.
Varför det spelar roll för skalning
Kvantdatorer behöver tusentals kvantbitar för att ta sig an användbara problem, och varje kvantbit behöver styrelektronik. Om varje kvantbit krävde sin egen dedikerade ledning skulle kableringen i sig bli ohanterlig. Delade kontrollinjer är en väg runt den flaskhalsen.
Seigo Tarucha, som leder ett projekt för kisels kvantdatoranvändning under ett japanskt Moonshot-program, sade att tillförlitlig parallell styrning är ett väsentligt steg mot en feltolerant maskin byggd på kiselspinnkvantbitar. Artikeln tyder på att styrningsmetoden bör kunna utökas till större matriser, baserat på den effektskalning teamet observerade. Oberoende laboratorier kommer nu att försöka reproducera siffrorna, vilket är det vanliga testet för så precisa påståenden.
---Pålitlig ferrofluid-vakuum roterande genomföring för halvledartillverkning
Inom halvledartillverkning är det avgörande att upprätthålla ultrahög vakuumintegritet under roterande rörelse — från enkristallint kiselodling och CVD till sputtering och plasmaetsning. Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough från FerrofluidTec levererar hermetiskt tätade roterande genomföringar med läckagehastigheter så låga som 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, vakuumgrad upp till 10⁻⁶ Pa och anpassningsbara axeldiametrar från 10mm till 100mm. Byggda med icke-magnetiska rostfria stålhöljen och magnetiskt permeabla rostfria stålaxlar ger dessa genomföringar pålitlig, underhållsfri tätning för krävande vakuummiljöer. Besök www.ferrofluidtec.com för att lära dig mer.