Il dispositivo di nuova invenzione controlla migliaia di Qubit
Un team di scienziati e ingegneri dell’Università di Sydney e Microsoft Corporation hanno collaborato per sviluppare un nuovo dispositivo che ha grandi implicazioni per il calcolo quantistico. Il singolo chip può funzionare 40 volte più freddo dello spazio profondo ed è in grado di controllare segnali per migliaia di qubit, che sono gli elementi costitutivi fondamentali dei computer quantistici .
I risultati sono stati pubblicati su Nature Electronics .
Il professor David Reilly è il responsabile della progettazione del chip. Ha una posizione congiunta con l’Università di Sydney e Microsoft.
“Per realizzare il potenziale dell’informatica quantistica, le macchine dovranno far funzionare migliaia se non milioni di qubit”, ha affermato il professor Reilly.
“I computer quantistici più grandi del mondo attualmente funzionano con solo una cinquantina di qubit”, ha continuato. “Questa piccola scala è in parte dovuta ai limiti dell’architettura fisica che controlla i qubit. Il nostro nuovo chip pone fine a questi limiti “.
Sistemi quantistici
Uno dei requisiti principali di un sistema quantistico efficiente è che i qubit funzionino a temperature intorno allo zero, o -273,15 gradi. La ragione di questo requisito di temperatura è che i qubit non perdono il loro carattere di materia o luce, richiesto dai computer quantistici per eseguire applicazioni specializzate.
Uno dei motivi per cui i sistemi quantistici spesso coinvolgono molti cavi è che funzionano sulla base di istruzioni, che si presentano sotto forma di segnali elettrici inviati e ricevuti.
Il professor Reilly è anche il capo investigatore presso l’ARC Center for Engineered Quantum Systems (EQUS).
“Le macchine attuali creano una bellissima serie di cavi per controllare i segnali; sembrano un nido di uccelli o un lampadario dorato rovesciato. Sono belli, ma fondamentalmente poco pratici. Significa che non possiamo scalare le macchine per eseguire calcoli utili. Esiste un vero collo di bottiglia input-output “, ha affermato il professor Reilly.
Secondo il Dr. Kushal Das, Senior Hardware Engineer Microsoft e inventore congiunto del dispositivo, “Il nostro dispositivo elimina tutti quei cavi. Con solo due fili che trasportano informazioni come input, può generare segnali di controllo per migliaia di qubit. Questo cambia tutto per il calcolo quantistico “.
Microsoft Quantum Laboratories
Il nuovo chip è stato inventato presso i Microsoft Quantum Laboratories, che si trova presso l’Università di Sydney. La partnership riunisce i due mondi diversi per elaborare approcci innovativi alle sfide ingegneristiche.
“Costruire un computer quantistico è forse il compito di ingegneria più impegnativo del 21 ° secolo. Questo non può essere ottenuto lavorando con un piccolo team in un laboratorio universitario in un singolo paese, ma necessita della scala offerta da un gigante tecnologico globale come Microsoft “, ha detto il professor Reilly.
“Attraverso la nostra partnership con Microsoft, non abbiamo solo suggerito un’architettura teorica per superare il collo di bottiglia input-output, l’abbiamo creata.
“Lo abbiamo dimostrato progettando un chip di silicio personalizzato e accoppiandolo a un sistema quantistico”, ha affermato. “Sono fiducioso di poter dire che questo è il circuito integrato più avanzato mai costruito per funzionare a temperature criogeniche profonde”.
Il chip di nuova concezione potrebbe svolgere un ruolo importante nell’avanzamento dei computer quantistici, che sono una delle tecnologie più rivoluzionarie alla nostra portata. I computer quantistici sono estremamente avanzati nelle loro capacità di risolvere problemi che i computer classici non possono, come quelli nei campi della crittografia, della medicina, dell’intelligenza artificiale e altro ancora.
