TOKYO, 20 februari 2024 – (JCN Newswire) – Fujitsu heeft vandaag een samenwerking aangekondigd met QuTech (1) voor de ontwikkeling van 's werelds eerste cryogene elektronische circuits voor het besturen van op diamant gebaseerde kwantumbits. Door een gemakkelijke bediening van zowel de qubits als de besturingselektronica in een compacte cryogene koelkast mogelijk te maken, pakt de nieuwe techniek het 'bedradingsknelpunt' bij het koelen van qubits aan, terwijl de prestaties van hoge kwaliteit behouden blijven, wat een belangrijke mijlpaal markeert in de richting van de realisatie van kwantumcomputers op grotere schaal.

QuTech zal de resultaten van het gezamenlijke onderzoeksproject met Fujitsu presenteren op de “International Conference on Solid State Device Circuits ISSCC 2024 (IEEE International Solid-State Circuits Conference 2024)”, een van de grootste conferenties over halfgeleidertechnologie die in San Francisco wordt gehouden. , VS, van 18 februari 2024 tot donderdag 22 februari.

Achtergrond

Qubits maken gebruik van uiterst kwetsbare kwantumeffecten die worden verstoord door verschillende invloeden, waaronder de kleinste hoeveelheid warmte. Warmte die in kwantumcomputers lekt, zou onmiddellijk de informatie vernietigen die een qubit bevatte, waardoor elke kwantumcomputer onbetrouwbaar en onbruikbaar zou worden. Om een ​​nauwkeurige werking te garanderen, moeten qubits worden afgekoeld tot de koudst mogelijke temperaturen, dichtbij het absolute nulpunt Kelvin (-273 °C).

Nauwkeurige werking van de elektronische circuits die de qubit besturen, vormt een voortdurende uitdaging, en conventionele methoden om qubits koud genoeg te houden vereisen een kleine cryogene koelkast, waarin qubits met draden zijn verbonden met de elektronica buiten de koelkast. Draden tussen de koude qubits en de koelkast zijn echter Elektronica op kamertemperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de betrouwbaarheid, de productie en de omvang van kwantumcomputers.

Om dit aan te pakken heeft Fujitsu in samenwerking met onderzoekers en ingenieurs van QuTech – een samenwerking tussen de TU Delft en TNO – een nieuwe techniek ontwikkeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van de expertise van QuTech op het gebied van cryogene halfgeleider geïntegreerde schakelingen (cryo-CMOS circuit) en diamantspinqubit. robuust tegen hitteverstoring, om met succes een diamantspinqubit aan te drijven met behulp van een cryo-CMOS-circuit geïnstalleerd in een cryogene koelkast. De nieuwe technologie maakt de installatie mogelijk van een cryo-CMOS-circuit op dezelfde temperatuur als een diamantspinqubit (4 Kelvin), wat de bedrading kan vereenvoudigen en kan leiden tot de constructie van krachtige, grootschalige geïntegreerde kwantumcomputers.

Nieuw ontwikkelde technologie om elektronica te koelen

Fujitsu ontwikkelde in samenwerking met QuTech een nieuwe technologie die de hele quantumcomputer koelt in plaats van alleen de qubits. Door gebruik te maken van cryo-CMOS-circuittechnologie ontwierp Fujitsu samen met QuTech een circuit voor het toepassen van een magnetisch veld en een microgolfaandrijfcircuit dat nodig is voor het aandrijven van een diamantspinqubit bij 4 Kelvin. Door dit magnetische veldtoepassingscircuit en het microgolfaandrijfcircuit in dezelfde cryogene koelkast als de qubit aan te drijven, hebben Fujitsu en QuTech met succes een magnetisch veld en microgolven gegenereerd die sterk genoeg zijn om de diamantspinqubit aan te drijven.

De nieuwe technologie vereenvoudigt de bedrading en kan op een dag bijdragen aan de realisatie van krachtige, grootschalige geïntegreerde kwantumcomputers.

Fabio Sebastiano, hoofdonderzoeker bij QuTech, legt uit: “Bij het ontwerpen van elektrische systemen is er altijd een balans tussen prestaties en vermogen: de toename van het ene betekent een afname van het andere. Onze uitdaging is het verkrijgen van hoge prestaties, zonder daarbij het stroomverbruik te beperken.” Masoud Babaie, hoofdonderzoeker bij QuTech, voegt hieraan toe: “Dit is van cruciaal belang omdat te veel stroom de cryogene koelkast die wordt gebruikt om het systeem op een lage temperatuur te houden, oververhit kan raken. We hebben specifieke cryogene elektronische controllers (cryo-CMOS-controllers) gebruikt om het knelpunt in de interconnectie te verminderen: nu hebben we minder draden nodig om de cryogene koelkast binnen te gaan, wat de schaalbaarheid van de hele kwantumcomputer enorm vergroot.”

Dr. Shintaro Sato, Fellow, SVP en hoofd van Quantum Laboratory bij Fujitsu Research, Fujitsu Limited, legt uit: “Bekabeling tussen besturingscircuits en qubits is een veel voorkomend probleem bij het opschalen van kwantumcomputers. De resultaten van ons gezamenlijke onderzoek benadrukken het potentieel van cryo-CMOS-technologie voor diamantspinqubits om dit knelpunt te overwinnen. We verwachten dat de nieuwe technologie ons in staat zal stellen de hoge schaalbaarheid te bereiken die verwacht wordt in kwantumcomputers met behulp van diamantspinqubits.”

Toekomstige plannen

Door het realiseren van cryogene elektronische circuits voor het besturen van op diamanten gebaseerde kwantumbits, betekent de nieuw ontwikkelde technologie een belangrijke stap in de richting van de realisatie van grootschalige kwantumcomputers. In de toekomst zullen Fujitsu en QuTech de nieuw ontwikkelde technologie verder verbeteren, inclusief de uitbreiding van 1-qubit-operatie naar 2-qubit-operaties, implementatie van de qubit-uitleesfunctionaliteit en de opschaling naar grotere kwantumprocessors.

[1]QuTech:QuTech is een missiegedreven onderzoeksinstituut van de Technische Universiteit Delft (TU Delft) en de Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO). Samen werken ze aan een radicaal nieuwe technologie met wereldveranderend potentieel. Hun missie: het ontwikkelen van schaalbare prototypes van een kwantumcomputer en een inherent veilig kwantuminternet, gebaseerd op de fundamentele wetten van de kwantummechanica.

Over Fujitsu

Het doel van Fujitsu is om de wereld duurzamer te maken door middel van innovatie vertrouwen in de samenleving op te bouwen. Als de voorkeurspartner voor digitale transformatie voor klanten in meer dan 100 landen, werken onze 124,000 medewerkers aan het oplossen van enkele van de grootste uitdagingen waarmee de mensheid wordt geconfronteerd. Ons aanbod van diensten en oplossingen is gebaseerd op vijf sleuteltechnologieën: computers, netwerken, AI, gegevens en beveiliging en convergerende technologieën, die we samenbrengen om duurzaamheidstransformatie te realiseren. Fujitsu Limited (TSE:6702) rapporteerde een geconsolideerde omzet van 3.7 biljoen yen (28 miljard dollar) voor het fiscale jaar dat eindigde op 31 maart 2023 en blijft qua marktaandeel het grootste digitale dienstverlener in Japan. Meer te weten komen: www.fujitsu.com.

Druk op Contacten
Fujitsu Limited
Divisie Public en Investor Relations
vragen

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/89051/3/