Syracusen yliopiston tutkijat yhdessä Madison-Wisconsinin yliopiston tutkijoiden kanssa ovat kehittäneet uuden tekniikan kubitin mittaamiseksi kvanttitietokoneessa. Uusi lähestymistapa poistaa kryogeenisen vahvistimen tarpeen ja se voi vähentää myös huonelämpötilaisen laitteiston määrää.
Se, että rakennetaan tarpeeksi tehokas kvanttitietokone, vaatii ainakin useita satoja kubitteja. - Todennäköisesti paljon enemmänkin, toteaa Syracusen yliopiston fyysikko Britton Plourde.
Nykyinen huipputason lähestymistapa kubittien mittaukseen sisältää pienikohinaisia kryogeenisia vahvistimia ja merkittäviä määriä huonelämpöisiä mikroaaltolaitteita ja -elektroniikkaa. Tällainen laitteisto on vaikea skaalata huomattavasti suurempia kubittiryhmiä varten.
Plourde toteaa, että Syracusen ja UW-Madisonin kehittämä tekniikka voisi lopulta mahdollistaa skaalauksen kvanttiprosessoreille, joissa on miljoonia kubitteja.
Tutkijoiden mittaustapa perustuu mikroaaltofotonien laskuriin, mikä yksinkertaistaa mittaustapaa. Lisäksi fotonilaskurin sisäistä vaimennusta käytetään purkamaan mittausprosessista vapautunut energia, mikä mahdollistaa toistuvat korkeatasoiset kvanttitasoa rikkomattomat mittaukset. Järjestelmän avulla voidaan tehdä kvanttimittauksia millikelvinien tilassa.
Kvanttitietotekniikan soveltamat kvanttimekaaniset ominaisuudet ovat erittäin herkkiä ja yleensä ne katoavat nopeasti ns. dekoherenssin ja kvanttikohinan myötä. Tällöin kubitin kantama informaatio vuotaa ympäristöön ja häviää kokonaan.
Ensimmäisen kerran Turun yliopiston Centre for Quantum Physics ja University of Science and Technology of Chinan kvanttifysiikan tutkimusryhmät ovat osoittaneet teoreettisesti ja kokeellisesti, miten kubitista ympäristöön virtaavaa informaatiota voidaan hallita. Ryhmät osoittivat myös, että kvantti-informaation katoaminen voidaan jopa estää joissakin tapauksissa.
Tutkijoiden mukaan tulokset ovat merkittäviä perustutkimukselle ja kvanttiteknologian kehittämiselle. Tutkimuksessa käytettyjä yksittäisiä fotoneja voidaan nyt myös käyttää simuloimaan useiden muiden kvanttimekaanisten järjestelmien käyttäytymistä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 28.9.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
