控制量子计算的新超冷微波源研发成功

展全思梦 2025-10-27 05:03:21

控制量子计算的新超冷微波源研发成功字体：小中大分享到：控制量子计算的新超冷微波源研发成功 2021-12-13 08:41:22 来源：科技日报

10日发表在《自然电子学》上的一项研究显示，芬兰研究人员开发出一种电路，可以在接近***零度的温度下产生控制量子计算机所需的高质量微波信号。这是将控制系统向量子处理器靠拢，或者大幅增加处理器中量子比特数量的关键一步。

限制量子计算机尺寸的因素之一是量子处理器中控制量子位的机制。这通常通过使用一系列微波脉冲来实现，由于量子处理器在接近***零度的温度下工作，控制脉冲通常通过室温下的宽带电缆进入冷却环境。

随着量子位数量的增加，所需电缆的数量也增加。这限制了量子处理器的潜在尺寸，因为冷却量子位的冰箱必须变得更大，以容纳越来越多的电缆，同时试图冷却它们。

由芬兰阿尔托大学和芬兰国家技术研究中心(VTT)***的联合研究小组开发了解决这一问题的关键部件。

新型微波源是一种可以与量子处理器集成的设备，尺寸小于一毫米，不需要连接不同温度的高频控制电缆。使用这种低功率和低温微波源，可以使用更小的低温恒温器，同时仍然增加处理器中量子位的数量。

***该团队的阿尔托大学教授迈克尔·莫顿(Michael Morton)表示，新设备产生的功率是上一版本的100倍，足以控制量子位并进行量子逻辑运算。它产生非常精确的正弦波，每秒钟振荡超过10亿次。因此，来自微波源的量子比特误差很少发生，这对于实现精确的量子逻辑运算非常重要。

这种设备产生的CW微波源不能用来原样控制量子比特，所以必须将微波整形为脉冲。该团队目前正在开发快速打开和关闭微波源的方法。即使没有产生脉冲的开关方案，高效率、低噪声、低温的微波源也可以用在一系列量子技术中，比如量子传感器。

Moen表示，除了量子计算机和传感器，微波源还可以用作其他电子设备的时钟。它允许不同的设备保持相同的节奏，使它们能够在所需的时刻操作几个不同的量子位。(记者张)据

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