Développement de la puce du futur

Des chercheurs et ingénieurs du College of Sydney et de Microsoft Company ont ouvert la section suivante sur la technologie quantique avec la création d’un pseudo unique qui peut générer des impulsions de gestion pour des milliers de qubits, les éléments constitutifs des systèmes informatiques quantiques. «Pour comprendre le potentiel du traitement quantique, les appareils devront exécuter des centaines, voire des millions de qubits», a déclaré le professeur David Reilly, un concepteur de la puce qui garde une place commune avec Microsoft et le College of Sydney. «Les plus grands systèmes informatiques quantiques du monde fonctionnent actuellement avec seulement 50 qubits environ», a-t-il expliqué. « Cette petite échelle est en partie due aux limites des structures physiques réelles qui contrôlent les qubits. » « Notre nouveau surnom met fin aux limitations des personnes. » Les résultats ont été publiés par la nature Appareils électroniques. La plupart des techniques quantiques nécessitent des pièces quantiques, ou qubits, à utiliser dans des plages de température proches du zéro absolu (-273,15 degrés). Ceci afin d’éviter qu’ils perdent leur «quantumness», le type de problème ou d’éclairage dont les ordinateurs quantiques ont besoin pour effectuer leurs calculs spécialisés. Pour s’assurer que les dispositifs quantiques peuvent faire quelque chose d’utile, ils ont besoin d’instructions. Cela signifie délivrer et recevoir des signaux numériques vers et depuis les qubits. Avec les structures quantiques actuelles, cela implique beaucoup de câbles. «Les appareils actuels produisent une magnifique variété de fils pour contrôler les impulsions; ils ressemblent à un nid d’oiseau doré inversé ou à un lustre. Ils sont jolis, mais fondamentalement irréalistes. Cela signifie que nous ne pouvons pas faire évoluer les appareils pour effectuer des calculs utiles. Il existe un véritable goulot d’étranglement de la productivité d’entrée », a déclaré le professeur Reilly, également chercheur en chef au Centre ARC pour les systèmes quantiques conçus (EQUS). Ingénieur matériel principal de Microsoft, le docteur Kushal Das, co-inventeur du pseudo, a déclaré: « Notre appareil supprime tous ces fils. Avec seulement deux fils transportant les détails en entrée, il peut générer des signaux de gestion pour des milliers de qubits. » Cela change tout pour l’informatique quantique. « La puce de contrôle a été créée dans les Microsoft Quantum Labs du College of Sydney, une collaboration unique entre les entreprises et l’enseignement qui transforme la façon dont les chercheurs abordent les défis technologiques. » La création d’un ordinateur quantique est peut-être l’ingénierie la plus difficile. tâche du XXIe siècle. Cela ne peut pas être réalisé en travaillant avec une petite équipe dans un laboratoire d’université dans un pays, mais nécessite l’échelle fournie par un géant mondial de la technologie comme Microsoft », a déclaré le professeur Reilly.« Grâce à notre collaboration avec Microsoft, nous n’avons pas seulement conseillé un structures théoriques pour surmonter le goulot d’étranglement entrée-sortie, nous l’avons construit. «Nous l’avons maintenant démontré en concevant une puce de silicium personnalisée et en la couplant à un système quantique», a-t-il déclaré. « Je suis à l’aise de dire qu’il s’agit en fait du circuit incorporé le plus sophistiqué réellement conçu pour fonctionner à des températures cryogéniques profondes. » S’ils sont réalisés, les ordinateurs quantiques garantissent de révolutionner les technologies de l’information en résolvant des problèmes dépassant le cadre des ordinateurs traditionnels dans des domaines aussi divers que la cryptographie, la médecine, la finance, l’intelligence synthétique et la logistique. Les ordinateurs quantiques sont à un stade similaire à celui des ordinateurs classiques dans les années 1940. Des appareils comme ENIAC, le premier ordinateur numérique au monde, nécessitaient des salles de systèmes de contrôle pour accomplir toute fonction utile. Il a fallu des décennies pour surmonter les défis technologiques et technologiques qui permettent désormais à de grandes quantités de transistors de s’adapter à votre téléphone portable. « Notre industrie fait face à des difficultés peut-être encore plus grandes pour amener l’informatique quantique au-delà de la phase ENIAC », a déclaré le professeur Reilly. «Nous devons concevoir des puces de silicium extrêmement complexes qui fonctionnent à 0,1 Kelvin», a-t-il déclaré. « C’est un environnement 30 fois plus frais qu’une pièce profonde. » L’étude de doctorat du docteur Sebastian Pauka à l’Université de Sydney a englobé une grande partie du travail d’interface utilisateur des dispositifs quantiques avec la puce. Il a déclaré: « Travailler à des températures aussi froides indique que nous avons un budget énergétique remarquablement bas. Si nous essayons de mettre beaucoup plus d’énergie dans le système, nous surchauffons tout. » Pour expérimenter leur résultat, les chercheurs de Sydney et de Microsoft ont construit de loin le circuit intégré le plus sophistiqué pour fonctionner à des températures cryogéniques. « Nous l’avons fait en concevant un système qui fonctionne à proximité des qubits sans perturber leurs opérations », a déclaré le professeur Reilly. «Les techniques actuelles de contrôle des qubits sont en quelque sorte retirées de l’action. Elles existent principalement à température ambiante.» Dans notre programme, nous n’avons pas besoin de quitter le système cryogénique. Le pseudo est là avec les qubits. Cela signifie une énergie réduite et de meilleurs taux de vitesse. C’est un véritable système de gestion pour la technologie quantique. «