NIST科学家开发新型超导量子芯片架构 能大大减少量子计算机的噪声

技术研究 量科网 2023-06-27 11:00

美国国家标准与技术研究院(NIST)的一组科学家开发了一种包含有两个超导量子比特的装置,它将量子比特连接到了一种被称为“读出谐振器”的电路,而该电路可以读取量子比特计算的输出结果。NIST的科学家还通过一种巧妙的“拨动开关”实现减少了量子计算机中的一个关键噪声源。

NIST科学家开发新型超导量子芯片架构 能大大减少量子计算机的噪声

该装置上搭有一个“拨动开关”,该拨动开关可以翻转为不同的状态,以用来调整量子比特和读出谐振器之间的连接强度。开关关闭后,三个单元是彼此隔离的。当开关打开以连接两个量子比特时,它们可以交互并执行计算。计算完成后,拨动开关可以连接任一量子比特和读出谐振器以读取输出结果。

噪声是量子计算机电路中的一个常见问题,它使量子比特难以进行计算并清楚地显示其结果。NIST研究团队开发的这种可编程拨动开关能巧妙的避免量子计算及所面临的“噪声”挑战。由于没有传统布线方法来连接量子比特,该装置可防止电路噪声通过读出谐振器渗入到量子系统里,并能防止量子比特应保持静止的时候进行相互通信。

“拨动开关”的打开和关闭是由从远处发送的微波脉冲序列来控制的,这也不是传统的通过静态架构进行物理连接的方法。NIST研究人员认为,未来集成更多这样的拨动开关可能是实现更容易编程的量子计算机的基础。此外,微波脉冲还可以设置逻辑运算的顺序和序列,这意味着可以指示由很多切换开关组构建的芯片执行任何数量的任务。

在这一研究中,NIST的研究团队只使用了两个量子比特和一个读出谐振器,但研究人员正在准备一个具有三个量子比特和一个读出谐振器的设计方案。此外,他们还计划在未来增加更多的量子比特和谐振器。(编译:Qtech)