Охлаждение чипа повышает квантовую масштабируемость

Новое охлаждение фотонных чипов снижает температуру захваченных ионов, продвигая масштабируемые квантовые вычисления.

Инженеры Массачусетского технологического института представили новую технику охлаждения, встроенную в фотонные чипы, которая может значительно улучшить квантовые вычисления с захваченными ионами за счет повышения скорости охлаждения, эффективности и масштабируемости, что является важнейшим препятствием для практических квантовых систем.

В основе многих квантовых компьютеров лежат ионы, удерживаемые на месте и управляемые светом.Эти кубиты необходимо охлаждать вблизи абсолютного нуля, чтобы подавить ошибки, вызванные вибрацией.Традиционные установки используют громоздкие внешние лазеры и оптику для охлаждения ионов, что ограничивает компактность и масштабируемость этих систем.

Команда Массачусетского технологического института, работающая с Лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института, переосмыслила этот процесс, интегрировав механизм охлаждения непосредственно в фотонный чип.Включив в чип крошечные, точно спроектированные антенны, излучающие пересекающиеся лучи света, исследователи создают охлаждающее поле с градиентом поляризации.Эта умная конструкция быстро удаляет кинетическую энергию из захваченных ионов, охлаждая их до температур примерно в десять раз ниже стандартного предела лазерного охлаждения, и делает это примерно за 100 микросекунд, что является существенным улучшением по сравнению с более ранними подходами.

Важно отметить, что этот интегрированный метод устраняет необходимость в сложной внешней оптике и громоздких окнах криостата, открывая двери для архитектур чипов с тысячами мест охлаждения, работающих параллельно.На практике это означает, что квантовые процессоры могут масштабироваться до гораздо большего количества кубитов, сохраняя при этом системы управления компактными и стабильными.