Intel et QuTech, une collaboration entre Université de technologie de Delft et l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée, ont publié des résultats de recherche quantique qui prétendent remédier au «goulot d’étranglement d’interconnexion» qui existe entre les puces quantiques qui se trouvent dans les réfrigérateurs à dilution cryogénique et l’électronique complexe à température ambiante qui contrôle les qubits. Les innovations ont été couvertes par Nature, la revue scientifique leader du secteur sur la recherche évaluée par des pairs, et a déclaré qu’elle marquait une étape importante dans la résolution de l’un des plus grands défis de l’évolutivité quantique avec la puce de contrôleur cryogénique d’Intel Horse Ridge.
Pourquoi cela peut avoir de l’importance
Un goulot d’étranglement clé pour l’informatique quantique se situe entre la puce quantique stockée à des températures cryogéniques basses dans un réfrigérateur à dilution et l’électronique de contrôle de la température ambiante qui contrôle les qubits. Faire fonctionner l’électronique de commande à haute fidélité à des températures cryogéniques est essentiel pour surmonter ce que l’on appelle le «goulot d’étranglement d’interconnexion ou de câblage». Selon Intel, il a fait le premier pas pour relever ce défi en introduisant Horse Ridge, une puce de contrôle cryogénique pour les qubits construite à l’aide de sa technologie FinFET Low Power de 22 nm. Une deuxième génération de puce a été introduite l’année dernière. Horse Ridge vise à intégrer les fonctions de commande clés pour le fonctionnement de l’ordinateur quantique dans le réfrigérateur cryogénique – aussi près que possible des qubits eux-mêmes – afin de rationaliser la complexité du câblage de commande des systèmes quantiques.
Les dernières recherches démontrent les résultats d’analyses comparatives aléatoires qui montrent qu’un cryo-contrôleur commercial basé sur CMOS obtient un contrôle cohérent d’un processeur à deux qubits avec les mêmes niveaux de fidélité (99,7%) que l’électronique à température ambiante. Il s’agit d’une étape clé de la recherche dans le domaine de la cryoélectronique pour l’informatique quantique.
Intel et QuTech ont montré un multiplexage de fréquence en utilisant le même câble pour contrôler deux qubits. Ceci est considéré comme une preuve de concept car actuellement chaque qubit est contrôlé individuellement par son propre câble – une approche qui n’est pas évolutive à mesure que le nombre de qubit augmente. Horse Ridge vise à résoudre cette limitation en tirant parti du multiplexage pour réduire le nombre de câbles de radiofréquence nécessaires pour le contrôle de qubit.
L’équipe de recherche a démontré la programmabilité du contrôleur en exécutant un algorithme à deux qubits appelé algorithme Deutsch – Jozsa, qui est plus efficace sur un ordinateur quantique que sur un ordinateur traditionnel.
Les résultats de la recherche, vérifiés par analyse comparative aléatoire, valident la promesse originale de Horse Ridge en tant que solution hautement intégrée et évolutive pour simplifier l’électronique de contrôle quantique, et prouvent que la technologie peut être directement appliquée aux algorithmes multi-qubit et aux dispositifs quantiques bruyants d’échelle intermédiaire. .
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