Сегодня 22 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные заставили цифровой контроллер работать почти при абсолютном нуле — это прорыв для квантовых компьютеров

Учёные из Университета Сиднея (University of Sydney) разработали контроллер спиновых кубитов, который способен работать при температуре в несколько милликельвинов. Это почти рядом с абсолютным нулём (-273,15 °C), когда колебания атомов практически затухают. Разработка позволит расположить контроллер рядом со сверхпроводящими кубитами, которыми он управляет, что обеспечит лёгкость масштабирования квантовых компьютеров до сотен тысяч и миллионов кубитов.

 Источник изображения: Fiona Wolf /

Источник изображения: Fiona Wolf / University of Sydney

Современный квантовый вычислитель на сверхпроводящих кубитах немыслим без множества кабелей, которые выходят из криогенной камеры с кубитами. Кубиты должны охлаждаться до температуры, близкой к абсолютному нулю, чтобы их квантовые состояния не нарушались во время запуска программ — это снижает помехи и влияние шума. Однако контролирующую кубиты электронику нельзя поместить внутрь криогенной камеры — электроника просто откажется работать. Полупроводники контроллера потеряют свои рабочие характеристики. Поэтому приходится использовать множество кабелей. Кроме того, электроника выделяет тепло, что разрушит квантовые состояния кубитов, если она будет находиться рядом с ними.

Запутанное и многочисленное кабельное хозяйство затрудняет масштабирование компьютеров на сверхпроводящих кубитах. Поэтому вопрос переноса управляющей электроники в камеру с кубитами — это вопрос масштабирования. Так, компания Intel смогла создать контроллеры, которые выдерживают охлаждение чуть ниже 4 К, но этого недостаточно. Дальше всех пошла американская компания SEEQC (Superconducting Energy Efficient Quantum Computing), которая в 2023 году сообщила о разработке CMOS-контроллера, способного работать при охлаждении до 20 мК — это уже значимый результат. Учёные из Австралии не уточняют точные температуры, которых они смогли достичь, но по их словам, это несколько милликельвинов.

Разработка оказалась настолько перспективной, что на её основе профессора Университета Сиднея создали сразу три стартапа: Uniii, Emergence Quantum и Diraq. Все они будут коммерциализировать технологию производства сверхтолерантных к охлаждению CMOS-контроллеров для управления сверхпроводящими кубитами. Точнее, речь идёт о спиновых кубитах, которые используют в качестве квантового бита один электрон и управляют его спином.

По сути, это обычные транзисторы, в канале которых используется один-единственный электрон. Таких транзисторов можно изготовить миллиард на каждый квадратный сантиметр — и это можно масштабировать до невообразимых пределов. Но с управлением такого массива кубитов всё упирается в пучки кабелей. Поэтому мы снова возвращаемся к переносу управляющей электроники внутрь криогенной системы. Как утверждают австралийцы, у них теперь есть решение.

 Источник изображения: Nature 2025

Источник изображения: Nature 2025

Более того, в опубликованной в журнале Nature работе исследователи показали, что их CMOS-контроллер не только работает при охлаждении до нескольких милликельвинов, но также выделяет крайне мало тепла — всего 20 нВт/МГц. На примере однокубитовой и двухкбитовой платформы они продемонстрировали, что расположение контроллера на расстоянии 3 мм от квантового процессора не повлияло на кубиты. Время когерентности оставалось примерно одинаковым как с контроллером внутри, который потреблял 10 мкВт, так и с управлением кубитами по кабелям внешним контроллером.

«Это даёт надежду на то, что кубитами действительно можно управлять в больших масштабах, интегрируя сложную электронику в [рабочие] условия криогенных температур. В нашей статье показано, что при тщательном проектировании системы управления хрупкие кубиты вряд ли заметят переключение транзисторов в чипе, расположенном на расстоянии менее миллиметра», — резюмируют авторы работы.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Еврокомиссия пытается ограничить доступ американских бигтехов к финансовым данным граждан 6 мин.
В сделку по TikTok вовлечены руководители Fox Corp, Dell и Oracle 3 ч.
Китайцы утратят контроль над американским TikTok после сделки с США — лишь 1 из 7 мест в совете директоров достанется ByteDance 19 ч.
Новая статья: Hell is Us — прекрасная диковинка. Рецензия 21-09 00:03
Jaguar Land Rover уже три недели не может запустить информационные системы после хакерского взлома 20-09 15:02
Microsoft представила радужный отчёт о Windows Arm, но основную проблему «замела под ковёр» 20-09 14:28
Microsoft «тестирует» ещё одну кнопку Copilot в Windows 11 20-09 14:26
Xiaomi раскрыла перечень, из которого ясно, какие устройства перейдут на HyperOS 3 и когда 20-09 11:13
Дональд Трамп планирует взыскать несколько миллиардов долларов с участников сделки по TikTok 20-09 05:59
Трамп заявил, что сделка с TikTok в целом одобрена китайской стороной 20-09 05:26
Китайский электрический гиперкар YangWang U9 Extreme разогнался до 496 км/ч, обойдя рекорд Bugatti 3 ч.
Новая статья: Обзор игрового ноутбука ASUS TUF Gaming A18 FA808UM (2025): любить вопреки 8 ч.
Хакеры нарушили работу европейских аэропортов, взломав софт для регистрации пассажиров 10 ч.
iFixit показала внутреннее устройство сверхтонкого iPhone Air и высоко оценила его ремонтопригодность 12 ч.
Schneider Electric готовит стойки NVIDIA GB300 NVL72 мощностью 142 кВт 18 ч.
В Германии запущена квантово-классическая система с суперчипами NVIDIA GH200 18 ч.
Meta намерена стать энергокомпанией и продавать электричество — Amazon, Google и Microsoft уже делают то же самое 21-09 01:35
Meta готова потратить $20 млрд на аренду ИИ-мощностей у Oracle 21-09 01:05
Инопланетяне могут прослушивать наши радиосообщения на удалении десятков световых лет, выяснило NASA 20-09 20:49
Apple не обманула: iPhone Air подтвердил статус самого прочного смартфона компании 20-09 19:02