Cientistas australianos foram os primeiros a criar um processador quântico de alta temperatura – este é um passo para o futuro

Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (Austrália) são os primeiros a demonstrar a viabilidade de “qubits quentes”, um conceito que antes era percebido como teórico. O desenvolvimento de qubits de spin pelos cientistas foi capaz de realizar operações em temperaturas 20 vezes mais altas do que os sistemas qubit supercondutores da IBM e do Google. Este é um passo em direção ao futuro em direção à computação quântica prática, dizem os desenvolvedores.

Fonte da imagem: Anna Kucera

No passado, os especialistas da UNSW provaram repetidamente o seu valor no desenvolvimento de plataformas de computação quântica. O novo projeto promete tornar os computadores quânticos mais baratos e mais confiáveis ​​devido a um salto relativamente grande nos sistemas de refrigeração necessários para o funcionamento. Se um processador quântico for implementado usando uma nova tecnologia, o sistema terá que ser resfriado não para frações de K na região do zero absoluto, mas apenas para 1 K (kelvin) ou para -272°C em vez de -273,15° C.

À primeira vista, a diferença é insignificante. Mas, na verdade, esta é uma lacuna condicional entre os dois indicadores. E não é só que o resfriamento até 1 K será mais fácil e barato do que o resfriamento até 0 K. A uma temperatura de -272 °C, a eletrônica de silício já pode operar, o que tornará possível a interface direta de processadores quânticos (qubit) com convencionais. processadores.

Isto significa que toda a plataforma caberá sob um invólucro de isolamento térmico sem a necessidade de uma interface entre blocos com diferentes níveis de refrigeração. Será mais fácil dimensionar tais soluções e também será possível usar a lógica clássica para corrigir erros em algoritmos quânticos.

«Embora nossos processadores quânticos ainda exijam resfriamento, o custo e a complexidade de todo o sistema são significativamente reduzidos nessas temperaturas elevadas, dizem os desenvolvedores. “Fomos motivados pelo desafio de obter controle, inicialização e leitura de dados de qubit de alta precisão em temperaturas elevadas.”

Os processadores quânticos spin qubit da Intel operam em temperaturas abaixo de 1K, tornando a plataforma da empresa mais complexa e cara. Ao mesmo tempo, a Intel está criando lógica clássica para controlar qubits quando resfriados a temperaturas ultrabaixas, como o chipset Horse Ridge de 22 nm. No entanto, o Horse Ridge SoC não pode ser resfriado abaixo de 4 K, o que os obriga a serem resfriados separadamente e conectados através de uma interface térmica. O desenvolvimento dos australianos permitiu reduzir significativamente a diferença no resfriamento dos processadores quânticos e da lógica e, ao que parece, tornará gradualmente possível a criação de uma plataforma quântica geral ou híbrida.