Ученые создали чип, который работает при температуре -200 градусов: где его применят

Криогенную квантовую платформу создали исследователи из Сиднейского университета, сообщает interestingengineering.com. Новый масштабируемый чип управляет квантовыми битами (кубитами) при температуре, близкой к абсолютному нулю (−273,15 °C).

Разработка австралийских ученых поможет решить одну из самых сложных задач в создании крупномасштабных квантовых компьютеров. «Это выведет нас из области квантовых компьютеров, представлявших собой увлекательные лабораторные машины, на этап, где мы сможем начать открывать реальные проблемы, которые эти устройства могут решить для человечества», — сказал руководитель исследования, профессор Дэвид Рейли.

Как работает криочип

Чип был создан с использованием стандартной КМОП-технологии, используемой в повседневной электронике. Главной особенностью этой технологии является использование n-канальных и p-канальных транзисторов. Ученые обращают особое внимание на то, что их чип потребляет совсем мало энергии – всего 10 микроватт мощности, а его аналоговые части требуют всего 20 нановатт на мегагерц, что позволяет масштабировать систему до миллионов кубитов без значительного увеличения потребления энергии.

Исследователи сравнили производительность криогенного чипа со стандартной установкой при комнатной температуре и не обнаружили заметного сокращения времени когерентности кубита (его способности сохранять квантовое состояние) и лишь незначительную потерю точности во время операций.

«Наша работа показывает, что при тщательном проектировании системы управления хрупкие кубиты едва ли замечают переключение транзисторов в чипе, находящемся на расстоянии менее миллиметра», — пояснил профессор Рейли.

Группа ученых наблюдала незначительную потерю точности для однокубитных операций и отсутствие измеримого уменьшения времени когерентности как для однокубитных, так и для двухкубитных вентилей (квантовый вентиль — это базовый элемент квантового компьютера).

Также команда сообщила о последовательном поведении взаимодействия между кубитами, что означает отсутствие значительных помех со стороны электрического шума, несмотря на близкое расположение контрольного чипа.

Исследователи уже взялись на популяризацию своей разработки. Профессор Дэвид Рейли с коллегами основали компанию Emergence Quantum, чтобы вывести свою платформу криогенного управления на рынок.

Ранее Фокус сообщал, что квантовый компьютер справился с неоднозначной задачей. Благодаря усилиям американских исследователей, было продемонстрировано преимущество квантового масштабирования для приближенного решения задач оптимизации с использованием квантового отжига.

Также стало известно, что с помощью квантового компьютера учёные впервые в истории добились успеха в создании подлинно случайной генерации чисел. Это достижение может пригодиться, в том числе, в криптографии и в обучении искусственного интеллекта.