ระบบรวมให้การควบคุมควอนตัมที่ง่ายและปรับขนาดได้

ระบบรวมให้การควบคุมควอนตัมที่ง่ายและปรับขนาดได้

ชิปควอนตัมอาจวัดได้เพียงไม่กี่มิลลิเมตร แต่อุปกรณ์ที่จำเป็นในการทำให้เย็น ควบคุม และวัดระบบควอนตัมที่ละเอียดอ่อนดังกล่าวสามารถเติมเต็มห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ทั้งหมดได้ นอกเหนือจากเครื่องแช่แข็งขนาดใหญ่ที่รักษาคิวบิตที่อุณหภูมิเย็นจัดแล้ว การตั้งค่าการทดลองทั่วไปยังรวมเอาเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์แยกส่วนจำนวนมากที่ช่วยให้ตัวประมวลผลควอนตัมสามารถดำเนินการทางลอจิกได้

เนื่องจาก

โปรเซสเซอร์ควอนตัมโดยพื้นฐานแล้วเป็นระบบอะนาล็อก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงมีความจำเป็นในการแปลงคำสั่งดิจิทัลจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปให้เป็นพัลส์ไฟฟ้าความถี่สูงที่เปลี่ยนสถานะของคิวบิต ระบบเก็บข้อมูลจะถูกใช้เพื่อวัดผลลัพธ์ของการดำเนินการควอนตัมและส่งต่อกลับไปยังพีซี

 นักฟิสิกส์ควอนตัมเชิงทดลองและผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทสตาร์ทอัพ “ห้องปฏิบัติการควอนตัมส่วนใหญ่ปะติดปะต่อโซลูชันเข้าด้วยกันโดยใช้อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการเอนกประสงค์ที่แยกชิ้นส่วน” “เครื่องมือเหล่านี้ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของระบบควอนตัม และต้องใช้เวลาและเงินจำนวนมาก

ในการตั้งค่าการทดลอง” การตั้งค่าการทดลองที่ซับซ้อนดังกล่าวไม่เพียงใช้พื้นที่ห้องปฏิบัติการจำนวนมากเท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดและปัญหาการเชื่อมต่อที่อาจยากต่อการค้นหาและแก้ไข ความท้าทายด้านฮาร์ดแวร์นั้นยากพอสมควรเมื่อต้องควบคุมโปรเซสเซอร์ควอนตัม

ที่มีเพียงไม่กี่คิวบิต แต่การติดตั้งทีละน้อยสำหรับการควบคุมและการวัดควอนตัมจะไม่ยั่งยืน เนื่องจากนักวิจัยขยายขนาดโปรเซสเซอร์ควอนตัมของตน จากสิบคิวบิตในปัจจุบันเป็นควอนตัมบิตนับร้อยนับพันใน อนาคต. คอขวดของฮาร์ดแวร์นั้นปรากฏให้เห็นมาระยะหนึ่งแล้ว และในปี 2558 

เป็นนักวิจัยระดับปริญญาเอกที่ทำงานในโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนร่วมกับศาสตราจารย์ ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยควอนตัมในเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์ เพื่อพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมที่ปรับขนาดได้มากขึ้น มองเห็นศักยภาพเชิงพาณิชย์ในเครื่องมือที่เขากำลังทำอยู่ และในปี 2018 

เขาได้ร่วมมือ

กับเพื่อนนักฟิสิกส์ เพื่อก่อตั้ง และนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมแบบครบวงจรมาสู่ตลาดควอนตัมที่กำลังเติบโต ด้วยการใช้เทคโนโลยีที่พัฒนาโดย QuTech เป็นกระดานกระโดด ทีม ได้จินตนาการถึงสถาปัตยกรรมการควบคุมควอนตัมใหม่เพื่อสร้างระบบรวมระบบเดียวที่เรียกว่า Cluster ซึ่งมีฟังก์ชัน

ทั้งหมดที่จำเป็นในการจัดการและวัดควอนตัมคอมพิวเตอร์“ด้วยอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการอเนกประสงค์ อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนในการปรับพารามิเตอร์ทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์มัลติควิบิตอย่างละเอียด” Butlink ให้ความเห็น “สถาปัตยกรรม Qblox สามารถเพิ่มความเร็วให้กับกิจวัตรเหล่านี้

ตามลำดับความสำคัญ ช่วยทีมวิจัยประหยัดเวลาและเงินจำนวนมาก”คลัสเตอร์เป็นระบบโมดูลาร์ที่ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงความสามารถในการขยายขนาด: ยูนิตเดียวพอดีกับตัวยึดแร็คขนาด 19 นิ้วมาตรฐาน และให้การควบคุมระบบที่มีความจุสูงสุด 20 คิวบิต ในขณะที่โมดูลเพิ่มเติมสามารถเชื่อมต่อ

เข้าด้วยกันเพื่อใช้งานโปรเซสเซอร์ควอนตัมด้วย ควอนตัมบิตหลายร้อยตัวเราได้สร้างสถาปัตยกรรมใหม่ที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของ qubits โดยลดขนาดลง 100 เท่า ผู้ร่วมก่อตั้ง แต่ละโมดูลในระบบคลัสเตอร์ประกอบด้วยเครื่องมือวัดทั้งหมดที่จำเป็นในการควบคุมและอ่านค่าคอมพิวเตอร์ควอนตัม 

รวมถึงเครื่องกำเนิดรูปคลื่น การแปลงความถี่ขึ้นและลง และเครื่องมือเก็บข้อมูล นอกจากการย่อขนาดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และประกอบเข้าด้วยกันแล้ว ส่วนประกอบแต่ละชิ้นยังได้รับการปรับให้เหมาะกับการใช้งานกับระบบควอนตัมอีกด้วย “เราได้สร้างสถาปัตยกรรมใหม่ทั้งหมดซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการ

“เราได้พัฒนาเครื่องกำเนิดสัญญาณรูปคลื่นประเภทใหม่ที่ทำงานที่ระดับเสียงรบกวนต่ำกว่าทางเลือกที่ดีที่สุดในตลาดถึงสี่เท่า” นอกจากนี้ ยังมีการเอาใจใส่อย่างระมัดระวังเพื่อลดการเบี่ยงเบนในเครื่องมือวัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดมีความเสถียรและทำซ้ำได้ เกนและออฟเซ็ตดริฟท์ลดลง

จากปัจจัย 10 

เหลือเพียงไม่กี่ ppm/K ในขณะที่การสอบเทียบอัตโนมัติช่วยลดเวลาที่จำเป็นในการติดตั้งอุปกรณ์จากหลายสัปดาห์เหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง นอกจากการพัฒนาฮาร์ดแวร์แล้ว เฉพาะโดยลดขนาดลง 100 เท่า”กุญแจสำคัญประการหนึ่งสำหรับทีม  คือลดเสียงรบกวนในเครื่องมือวัด 

ก็คือการทำให้แน่ใจว่าโมดูลหลายตัวที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นยูนิตเดียวที่ใหญ่ขึ้น สิ่งนี้ต้องการการควบคุมเวลาที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่างานควบคุมและการอ่านข้อมูลที่ดำเนินการโดยแต่ละโมดูลจะซิงโครไนซ์เข้าด้วยกัน และเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ 

ได้ใช้ประโยชน์จากโปรโตคอล ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณขาออกทั้งหมดมีความสัมพันธ์ด้านเวลาคงที่และคงที่ กันในระดับนาโนวินาทีเนื่องจากระบบควอนตัมมีความไวต่อสัญญาณรบกวนอย่างมาก “เสียงรบกวนจากระบบควบคุมทำให้เกิดข้อผิดพลาดโดยตรงในการคำนวณควอนตัม” 

ระบบคลัสเตอร์สามารถใช้เพื่อควบคุมการใช้งานเชิงทดลองของโปรเซสเซอร์ควอนตัม ลูกค้าปัจจุบันกำลังใช้ระบบนี้เพื่อควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้คิวบิตตัวนำยิ่งยวดและควอนตัมดอท ซึ่งคลัสเตอร์มีโซลูชันแบบปลั๊กแอนด์เพลย์เดียวที่สามารถสร้างสัญญาณได้โดยตรงตั้งแต่ 

ที่มีความเสถียรสูงไปจนถึงความถี่สูงถึง 18.5 GHz สำหรับระบบควอนตัมบางระบบ เช่น ระบบที่มีไอออนติดอยู่ อะตอมเย็น หรือจุดศูนย์กลางไนโตรเจน (NV) ในเพชร ระบบเลเซอร์เพิ่มเติมจำเป็นสำหรับการแปลงเป็นระบบออปติก แม้ว่าจะมีอินเทอร์เฟซที่จำเป็นทั้งหมดให้ก็ตามเราต้องการให้นักวิจัยท้าทายเราด้วยข้อกำหนดในการทดลองของพวกเขา เป้าหมายของเราคือการแก้ปัญหาสแต็กควบคุม

แนะนำ ufaslot888g