TOKYO, ngày 20 tháng 2024 năm XNUMX – (JCN Newswire) – Fujitsu hôm nay đã công bố hợp tác với QuTech (1) để phát triển các mạch điện tử đông lạnh đầu tiên trên thế giới để điều khiển các bit lượng tử dựa trên kim cương. Cho phép vận hành thuận tiện cả qubit và thiết bị điện tử điều khiển trong tủ lạnh đông lạnh nhỏ gọn, kỹ thuật mới giải quyết “nút thắt dây” trong làm mát qubit trong khi vẫn duy trì hiệu suất chất lượng cao, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong việc hiện thực hóa máy tính lượng tử quy mô lớn hơn.

QuTech sẽ trình bày kết quả của dự án nghiên cứu chung với Fujitsu tại “Hội nghị quốc tế về mạch thiết bị thể rắn ISSCC 2024 (Hội nghị mạch thể rắn quốc tế IEEE 2024)”, một trong những hội nghị lớn nhất về công nghệ bán dẫn được tổ chức tại San Francisco , Hoa Kỳ, từ ngày 18 tháng 2024 năm 22 đến thứ Năm, ngày XNUMX tháng XNUMX.

Tiểu sử

Qubit sử dụng các hiệu ứng lượng tử cực kỳ mong manh, bị nhiễu loạn bởi nhiều tác động khác nhau, bao gồm cả lượng nhiệt nhỏ nhất. Nhiệt rò rỉ vào máy tính lượng tử sẽ ngay lập tức phá hủy thông tin mà qubit đang lưu giữ, khiến mọi máy tính lượng tử trở nên không đáng tin cậy và không thể sử dụng được. Để đảm bảo hoạt động chính xác, qubit cần được làm mát xuống nhiệt độ lạnh nhất có thể, gần mức kelvin tuyệt đối (-273°C).

Hoạt động chính xác của các mạch điện tử điều khiển qubit là một thách thức đang diễn ra và các phương pháp thông thường để giữ cho qubit đủ lạnh cần có một tủ lạnh đông lạnh nhỏ, trong đó các qubit được kết nối bằng dây với các thiết bị điện tử bên ngoài tủ lạnh. Tuy nhiên, dây dẫn giữa các qubit lạnh và thiết bị điện tử ở nhiệt độ phòng tác động đáng kể đến độ tin cậy, khả năng sản xuất và kích thước của máy tính lượng tử.

Để giải quyết vấn đề này, Fujitsu phối hợp với các nhà nghiên cứu và kỹ sư tại QuTech—sự hợp tác giữa TU Delft và TNO—đã phát triển một kỹ thuật mới tận dụng chuyên môn của QuTech về công nghệ mạch tích hợp bán dẫn đông lạnh (mạch cryo-CMOS) và qubit quay kim cương, hơn thế nữa mạnh mẽ trước sự nhiễu loạn nhiệt, để điều khiển thành công qubit quay kim cương bằng cách sử dụng mạch cryo-CMOS được lắp đặt trong tủ lạnh đông lạnh. Công nghệ mới cho phép lắp đặt mạch cryo-CMOS ở cùng nhiệt độ với qubit quay kim cương (4 Kelvin), có thể đơn giản hóa việc nối dây và dẫn đến việc chế tạo các máy tính lượng tử tích hợp quy mô lớn, hiệu suất cao.

Công nghệ mới phát triển để làm mát thiết bị điện tử

Fujitsu hợp tác với QuTech đã phát triển một công nghệ mới giúp làm mát toàn bộ máy tính lượng tử thay vì chỉ các qubit. Tận dụng công nghệ mạch cryo-CMOS, Fujitsu cùng với QuTech đã thiết kế mạch ứng dụng từ trường và mạch điều khiển vi sóng cần thiết để điều khiển qubit quay kim cương ở 4 Kelvin. Bằng cách điều khiển mạch ứng dụng từ trường và mạch điều khiển vi sóng này trong cùng một tủ lạnh đông lạnh với qubit, Fujitsu và QuTech đã tạo thành công một từ trường và vi sóng đủ mạnh để điều khiển qubit quay kim cương.

Công nghệ mới giúp đơn giản hóa việc nối dây và một ngày nào đó có thể góp phần hiện thực hóa các máy tính lượng tử tích hợp quy mô lớn, hiệu suất cao.

Fabio Sebastiano, Trưởng nhóm nghiên cứu, QuTech, giải thích: “Trong việc thiết kế hệ thống điện, luôn có sự cân bằng giữa hiệu suất và công suất: cái này tăng có nghĩa là cái kia giảm. Thách thức của chúng tôi là đạt được hiệu suất cao, đồng thời không hạn chế mức tiêu thụ điện năng.” Masoud Babaie, Điều tra viên chính của QuTech cho biết thêm: “Điều này rất quan trọng vì quá nhiều điện năng có thể làm quá nóng tủ lạnh đông lạnh dùng để giữ hệ thống ở nhiệt độ thấp. Chúng tôi đã sử dụng bộ điều khiển điện tử đông lạnh cụ thể (bộ điều khiển cryo-CMOS) để giảm bớt tắc nghẽn kết nối: giờ đây chúng tôi cần ít dây hơn để đi vào tủ lạnh đông lạnh, điều này giúp tăng cường đáng kể khả năng mở rộng của toàn bộ máy tính lượng tử.”

Tiến sĩ Shintaro Sato, Thành viên, SVP & Trưởng phòng thí nghiệm lượng tử tại Fujitsu Research, Fujitsu Limited, giải thích: “Việc nối dây giữa các mạch điều khiển và qubit là một vấn đề phổ biến trong quá trình mở rộng quy mô máy tính lượng tử. Kết quả nghiên cứu chung của chúng tôi nêu bật tiềm năng của công nghệ cryo-CMOS đối với qubit quay kim cương để khắc phục nút cổ chai này. Chúng tôi dự đoán rằng công nghệ mới sẽ cho phép chúng tôi đạt được khả năng mở rộng cao như mong đợi ở các máy tính lượng tử sử dụng qubit quay kim cương.”

Trong tương lai kế hoạch

Hiện thực hóa các mạch điện tử đông lạnh để điều khiển các bit lượng tử dựa trên kim cương, công nghệ mới được phát triển này biểu thị một bước tiến quan trọng hướng tới việc hiện thực hóa máy tính lượng tử quy mô lớn. Trong tương lai, Fujitsu và QuTech sẽ nâng cao hơn nữa công nghệ mới được phát triển, bao gồm việc mở rộng từ hoạt động 1 qubit sang hoạt động 2 qubit, triển khai chức năng đọc qubit và mở rộng quy mô lên bộ xử lý lượng tử lớn hơn.

[1]QuTech:QuTech là viện nghiên cứu có sứ mệnh của Đại học Công nghệ Delft (TU Delft) và Tổ chức Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng Hà Lan (TNO). Cùng nhau, họ làm việc trên một công nghệ hoàn toàn mới có tiềm năng thay đổi thế giới. Nhiệm vụ của họ: phát triển các nguyên mẫu có thể mở rộng của máy tính lượng tử và Internet lượng tử vốn đã an toàn, dựa trên các định luật cơ bản của cơ học lượng tử.

Về Fujitsu

Mục đích của Fujitsu là làm cho thế giới bền vững hơn bằng cách xây dựng lòng tin trong xã hội thông qua đổi mới. Là đối tác chuyển đổi kỹ thuật số được lựa chọn cho khách hàng ở hơn 100 quốc gia, 124,000 nhân viên của chúng tôi làm việc để giải quyết một số thách thức lớn nhất mà nhân loại phải đối mặt. Phạm vi dịch vụ và giải pháp của chúng tôi dựa trên năm công nghệ chính: Điện toán, Mạng, Trí tuệ nhân tạo, Dữ liệu & Bảo mật và Công nghệ Hội tụ, mà chúng tôi kết hợp với nhau để mang lại sự chuyển đổi bền vững. Fujitsu Limited (TSE:6702) đã báo cáo doanh thu hợp nhất là 3.7 nghìn tỷ yên (28 tỷ USD) cho năm tài chính kết thúc vào ngày 31 tháng 2023 năm XNUMX và vẫn là công ty dịch vụ kỹ thuật số hàng đầu tại Nhật Bản tính theo thị phần. Tìm hiểu thêm: www.fujitsu.com.

Nhấn Liên hệ
Công ty TNHH Fujitsu
Bộ phận Quan hệ Công chúng và Nhà đầu tư
Yêu cầu

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/89051/3/