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Intel y QuTech demuestran avances en la resolución de cuellos de botella de interconexión cuántica

Intel y QuTech demuestran avances en la resolución de cuellos de botella de interconexión cuántica
Hoy, Intel y QuTech, una colaboración entre la Universidad Tecnológica de Delft y la Organización de Investigación Científica Aplicada de los Países Bajos, publicaron hallazgos clave en la investigación cuántica para abordar el “cuello de botella de interconexión” que existe entre los chips cuánticos que se encuentran en los refrigeradores de dilución criogénica y la sala compleja. -Electrónica de temperatura que controla los qubits. Las innovaciones se cubrieron en Nature, la revista científica líder en la industria de investigación revisada por pares, y marcan un hito importante al abordar uno de los mayores desafíos para la escalabilidad cuántica con el chip controlador criogénico de Intel, Horse Ridge.

“Nuestros resultados de investigación, impulsados ​​en asociación con QuTech, demuestran cuantitativamente que nuestro controlador criogénico, Horse Ridge, puede lograr los mismos resultados de alta fidelidad que la electrónica de temperatura ambiente mientras controla múltiples qubits de silicio. También demostramos con éxito la multiplexación de frecuencia en dos qubits usando un solo cable, que allana el camino para simplificar el “desafío del cableado” en la computación cuántica. Juntas, estas innovaciones allanan el camino para integrar completamente los chips de control cuántico con el procesador cuántico en el futuro, levantando un obstáculo importante en la escala cuántica “, dijo Stefano Pellerano, ingeniero principal de Intel Labs.

Un cuello de botella clave para la computación cuántica se encuentra entre el chip cuántico almacenado a bajas temperaturas criogénicas en el refrigerador de dilución y la electrónica de control de temperatura ambiente que controla los qubits. Hacer que la electrónica de control funcione con alta fidelidad a temperaturas criogénicas es clave para superar lo que se conoce como el “cuello de botella de interconexión o cableado”. Intel dio el primer paso para abordar este desafío cuando presentó Horse Ridge, un chip de control criogénico para qubits construido con la tecnología FinFET Low Power de 22 nm de Intel. El año pasado se introdujo una segunda generación del chip. Horse Ridge trae funciones de control clave para el funcionamiento de el ordenador cuántica en el refrigerador criogénico, lo más cerca posible de los qubits mismos, para agilizar la complejidad del cableado de control para los sistemas cuánticos.

Esta última investigación demuestra con éxito resultados de evaluaciones comparativas aleatorias que muestran un criocontrolador comercial basado en CMOS que logra un control coherente de un procesador de dos qubit con los mismos niveles de fidelidad (99,7%) que la electrónica a temperatura ambiente. Esto marca un hito clave en la investigación en el campo de la crioelectrónica para la computación cuántica.

Intel y QuTech demostraron con éxito la multiplexación de frecuencia utilizando el mismo cable para controlar dos qubits. Esta es una prueba de concepto importante porque hoy en día cada qubit está controlado individualmente por su propio cable, un enfoque que no es escalable a medida que aumentan los recuentos de qubit. Horse Ridge tiene como objetivo resolver esa limitación aprovechando la multiplexación para reducir la cantidad de cables de radiofrecuencia necesarios para el control de qubit.

El equipo de investigación demostró la capacidad de programación del controlador ejecutando un algoritmo de dos qubits llamado algoritmo Deutsch-Jozsa, que es más eficiente en una computadora cuántica que en una computadora tradicional.

Los resultados de la investigación, verificados mediante evaluaciones comparativas aleatorias, validan la promesa original de Horse Ridge como una solución altamente integrada y escalable para simplificar la electrónica de control cuántico, y demuestran que la tecnología se puede aplicar directamente a algoritmos de varios qubit y dispositivos cuánticos ruidosos de escala intermedia. .

Con la investigación continua en este campo, puede ser posible integrar completamente el chip controlador y los qubits en el mismo dado (todos están fabricados en silicio) o paquete, allanando el camino para la escalabilidad cuántica.

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