微軟發布低溫量子控制平台,可以控制數千個量子比特(組圖)


當地時間1月27日,微軟和悉尼大學研究團隊發布了一款低溫量子控制平台,可以控制數千個量子比特,微軟稱之為“相對於之前技術的一次飛躍”。

相關論文已於1月25日發表在學術期刊《自然-電子學》(Nature Electronics),題為“A cryogenic CMOS chip for generating control signals for multiple qubits”。

量子計算可能會應用於化學、密碼學等眾多領域。但在擁有潛在計算能力的同時,量子比特也有著致命弱點——極不穩定。量子態很容易受到環境的干擾,量子設備必須被安置在極端環境中,接近絕對零度的低溫、與電噪聲等外界干擾隔離。

因此,如果要同時控制數千個量子比特,光是把信息傳輸到單個量子比特上就是個大挑戰,需要一條“信息高速公路”進入量子比特們所處的“冰箱”。

此前,類似的系統往往像“鳥巢”那樣纏繞著大量的電線,只能適用於中等規模的量子計算機。

如果把量子控制平台也放進“冰箱”裡呢?

微軟和悉尼大學研究團隊開發的低溫量子控制平台使用專用CMOS電路接受數字輸入並生成許多並行的量子比特控制信號。為低溫量子控制平台中的芯片名為“醋栗”(Gooseberry,也稱Cryo CMOS),它能夠在100毫開爾文(mK)的低溫下運行,也就是標準商用製冷機的額定溫度下,而且能耗足夠低,從而解決量子計算機中的一些輸入輸出難題。

研究團隊還開發了一種通用的低溫計算核心(cryo-compute core),能夠進行通用計算。核心的工作溫度約為2開爾文,比醋栗運行時的溫度高20倍,可以通過浸入液氦實現。

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