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12 月 13 日消息，《自然・電子學(xué)》上周發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，芬蘭阿爾托大學(xué)、VTT 和 IQM 在內(nèi)的一個(gè)研究聯(lián)盟設(shè)計(jì)了一種新的微波源，可以取代現(xiàn)有的阻礙量子計(jì)算機(jī)可擴(kuò)展性的龐大控制系統(tǒng)。

據(jù)介紹，這一種電路，可以在接近絕對(duì)零度的溫度下產(chǎn)生控制量子計(jì)算機(jī)所需的高質(zhì)量微波信號(hào)。這是將控制系統(tǒng)移近量子處理器的關(guān)鍵一步，這可能會(huì)大大增加處理器中的量子比特?cái)?shù)。

“我們已經(jīng)建立了一個(gè)精確的微波源，它可以在與量子處理器相同的低溫下工作，大約 -273℃，”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Mikko Möttönen 說，他是阿爾托大學(xué)和芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心的教授，也是聯(lián)合創(chuàng)始人和 IQM 首席科學(xué)家。

新的微波源是一種可以與量子處理器集成的片上設(shè)備。它的尺寸大約不到一毫米，不需要連接不同溫度的高頻控制電纜。使用這種低功率、低溫的微波源，可以使用更小的低溫恒溫器，同時(shí)仍然增加處理器中的量子位數(shù)量。

“我們的設(shè)備產(chǎn)生的功率是以前版本的 100 倍，足以控制量子位和執(zhí)行量子邏輯運(yùn)算，”Möttönen 說。' 它產(chǎn)生一個(gè)非常精確的正弦波，每秒振蕩超過十億次。因此，來自微波源的量子位錯(cuò)誤很少發(fā)生，這在實(shí)現(xiàn)精確的量子邏輯運(yùn)算時(shí)很重要。

然而，連續(xù)波微波源，例如由該設(shè)備生產(chǎn)的微波源，不能按原樣用于控制量子位。首先，必須將微波整形為脈沖。該團(tuán)隊(duì)目前正在開發(fā)快速打開和關(guān)閉微波源的方法。

IT之家了解到，即使沒有產(chǎn)生脈沖的開關(guān)解決方案，高效、低噪聲、低溫的微波源也可用于一系列量子技術(shù)，例如量子傳感器。

“除了量子計(jì)算機(jī)和傳感器，微波源還可以作為其他電子設(shè)備的時(shí)鐘。”Möttönen 解釋稱，它可以讓不同的設(shè)備保持相同的節(jié)奏，使它們能夠在所需的時(shí)間瞬間對(duì)幾個(gè)不同的量子位進(jìn)行操作。

此次研究的理論分析和初步設(shè)計(jì)由 VTT 的 Juha Hassel 等人完成。Hassel 目前是 IQM Quantum Computers 的工程和開發(fā)主管，IQM Quantum Computers 是泛歐量子計(jì)算機(jī)的領(lǐng)導(dǎo)者。

該設(shè)備隨后在 VTT 制造，并由阿爾托大學(xué)的博士后研究 Chengyu Yan 和他的同事使用 OtaNano 研究基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行操作。

除此之外，還包括華中科技大學(xué)副教授嚴(yán)現(xiàn)以及出現(xiàn)在刊文作者中的嚴(yán)承宇等人。