Suomalaiset kvanttifyysikot ovat onnistuneet rakentamaan kubittien ohjaukseen soveltuvan mikroaaltolähteen, joka toimii erittäin matalissa lämpötiloissa. Sen teho on sata kertaa aiempaa suurempi ja siksi riittävä kubittien hallintaan. Lisäksi mikroaaltolähteestä aiheutuvat virheet kvanttilaskentaan ovat vähäisiä.
Isoja kvanttiprosessoreita hallitaan ajamalla mikroaaltosignaalien sarja kubitteihin eli kvanttibitteihin. Kubitin ohjaukseen käytettävä nopea mikroaaltosignaali kulkee kaapelia pitkin kryostaattiin eli superpakastimeen, jossa kvanttiprosessori sijaitsee.
Nyt rakenteilla olevissa kvanttitietokoneissa on vain rajallisesti kubitteja. Kun kubittien määrä tulevaisuudessa kasvaa yli kymmeniin tuhansiin, loppuu tila jättimäisissäkin kryostaateissa, mikäli jokaista kubittia varten tarvitaan oma kaapelinsa. Vastaan tulee myös lämpöongelma: kryostaatti ei jaksa jäähdyttää kaapeleita.
Nyt suomalaistutkijat ovat Aalto-yliopiston ja VTT:n johdolla kehittäneet kubittien hallintaan uuden ratkaisun, joka voi auttaa kasvattamaan kvanttitietokoneiden laskennassa käytettävien kubittien määrää ja samalla mahdollistaa jopa siirtymisen pienempiin kryostaatteihin.
- Olemme rakentaneet tarkan mikroaaltolähteen, joka toimii kvanttiprosessorien kanssa samassa erittäin matalassa noin -273 asteen lämpötilassa. Uudesta mikroaaltolähteestä saadaan sata kertaa isompi teho kuin aikaisemmista vastaavista, ja se riittää tehon puolesta kubittien hallintaan eli kvanttilogiikan suorittamiseen, tiimiä johtanut Aalto-yliopiston ja VTT:n professori Mikko Möttönen sanoo.
Kun luodaan mikroaaltoja eli edestakaisin heilahtelevaa sähkövirtaa, se ei koskaan täysin tarkasti pysy oikeassa taajuudessa. Mitä tarkemmin oikea taajuus pysyy, sitä paremmin se vastaa kubitin värähtelytaajuutta, ja sitä virheettömämmin haluttu kvanttioperaatio on mahdollista suorittaa.
- Uusi mikroaaltolähde tuottaa hyvin tarkasti siniaaltoa eli sähköä, joka heilahtelee yli miljardi kertaa sekunnissa. Mikroaaltolähteestä aiheutuvat virheet ovat hyvin vähäisiä, mikä auttaa tarkkojen loogisten kvanttioperaatioiden suorittamisessa, Möttönen sanoo.
Koska kyseessä on jatkuvatehoinen mikroaaltolähde, sitä ei sellaisenaan voida käyttää kubittien hallintaan. Seuraavaksi on ratkaistava, miten mikroaallot saadaan muotoiltua pulsseiksi eli niin, että ne voidaan nopeasti kytkeä päälle ja pois päältä halutulla hetkellä. Uudesta ratkaisusta voi olla myöhemmin hyötyä myös kvanttisensoreissa, kuten kvanttitutkassa.
- Kvanttitietokoneen ja sensoreiden lisäksi mikroaaltolähde voi toimia kellona kaikille kylmille elektroniikkalaitteille. Se pitäisi eri laitteet samassa tahdissa, jotta ne voisivat suorittaa operaatioita usealle eri kubitille halutuissa aikaikkunoissa”, Möttönen sanoo.
Laitteen teho perustuu suprajohtavaan tuplaspiraaliin, joka pystyy muuttamaan tasajännitteen tarkasti halutulle mikroaaltotaajuudelle. Mikroaaltolähde on kokonaisuudessaan alle millimetrin kokoinen.
VTT:n tutkijat, etenkin nykyisin IQM-yrityksen laitteistojen kehitystä johtava Juha Hassel, vastasivat teoreettisesta analyysistä ja näytteen suunnittelusta. Laite rakennettiin VTT:llä ja tutkijatohtori Chengyu Yan ja muut Aalto-yliopiston tutkijat suorittivat kokeet kansallista OtaNano-tutkimusinfrastruktuuria hyödyntäen. Yan on nykyisin professorina Huazhongin teknillisessä yliopistossa Kiinassa. Tutkimukseen osallistuneet ryhmät ovat osa kansallista huippuyksikköä Quantum Technology Finland (QTF) ja kansallista kvantti-instituuttia (InstituteQ).
Tutkimusartikkeli löytyy täältä.
Kuva: Aleksandr Kakinen
Tamperelainen VLSI Solution on julkaissut uuden sukupolven audioprosessorin, joka asettaa uudet standardit äänenkäsittelylle sulautetuissa järjestelmissä. VS1073-uutuuspiiri pystyy purkamaan ja käsittelemään enemmän äänenpakkausmuotoja kuin mikään muu prosessori markkinoilla – mukaan lukien uudet tuetut formaatit kuten ALAC, DSD, Opus ja AC-3.
Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on ilmoittanut uusista tullipolitiikoista, jotka uhkaavat horjuttaa puolijohdeteollisuuden globaaleja toimitusketjuja. Trumpin hallinto on määrännyt 10 prosentin perustullin kaikkiin tuontituotteisiin ja jopa 32 prosentin tullit valikoiduille maille, kuten Taiwanille. Vaikka Taiwanin puolijohteet ovat toistaiseksi tullivapaita, alan toimijat elävät epävarmuudessa mahdollisista tulevista muutoksista.
Oululaistaustainen elektroniikkayhtiö TactoTek on nimittänyt tekniikan tohtori Pälvi Apilon uudeksi teknologiajohtajakseen. Apilo on ollut osa TactoTekin asiantuntijatiimiä vuodesta 2018 ja toiminut viimeksi yhtiön ennakoinnin ja tutkimuksen johtajana.
Kosketusnäyttö on olennainen osa jokaista nykyaikaista maksujärjestelmää ja myyntipisteen POS-päätettä (point of sale terminal). Sen tietoturvaan on kiinnitettävä erityistä huomiota.
