İllinoys Universiteti Grainger Mühəndislik Kolleci tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriEksperimentə ümumi baxış. Kredit: Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01404-3

Uşaqların tikinti blokları və kvant hesablamaları arasında ümumi nə var? Cavab modulluqdur.

Alimlər üçün kvant kompüterlərini monolit şəkildə, yəni tək böyük bir vahid kimi qurmaq çətindir. Kvant hesablamaları kubit adlanan milyonlarla informasiya vahidinin manipulyasiyasına əsaslanır, lakin bu kubitləri yığmaq çətindir. Həll yolu? Kvant kompüterlərinin qurulması üçün modul yolların tapılması. Daha böyük, daha mürəkkəb strukturlar yaratmaq üçün bir-birinə bağlanan plastik uşaq kərpicləri kimi, elm adamları daha kiçik, yüksək keyfiyyətli modullar yarada və hərtərəfli sistem yaratmaq üçün onları birləşdirə bilərlər.

Bu modul sistemlərin potensialını dərk edərək, İllinoys Urbana-Şampeyn Universitetinin Grainger Mühəndislik Kollecinin tədqiqatçıları superkeçirici kvant prosessorları üçün həyat qabiliyyətli və yüksək məhsuldar modul arxitektura nümayiş etdirməklə miqyaslana bilən kvant hesablamalarına təkmil yanaşma təqdim etdilər.

Onların Nature Electronics- də nəşr olunan işləri əvvəlki modul dizaynları genişləndirir və miqyaslana bilən, xətaya dözümlü və yenidən konfiqurasiya edilə bilən kvant hesablama sistemlərinə doğru yol açır .

Monolit superkeçirici kvant sistemləri ölçüsü və sədaqəti baxımından məhduddur ki, bu da alimlərin məntiqi əməliyyatları yerinə yetirməkdə uğur dərəcəsini proqnozlaşdırır. Birinin sədaqəti heç bir səhvin olmadığını bildirir. Beləliklə, tədqiqatçılar mümkün qədər birinə yaxın bir sədaqət əldə etmək istəyirlər. Bu məhdud monolit sistemlərlə müqayisədə modulluq sistemin genişlənməsinə, aparat təminatının təkmilləşdirilməsinə və dəyişkənliyə dözümlülüyünə imkan verir, bu da onu sistem şəbəkələrinin qurulması üçün daha cəlbedici seçim edir.

Fizika üzrə dosent və məqalənin baş müəllifi Volfqanq Pfaff, “Biz superkeçirici kubitlərlə modulluğa nail olmaq üçün mühəndislik baxımından əlverişli üsul yaratdıq ” dedi.

“Bir araya gətirə biləcəyim bir sistem qura bilərəm ki, mənə iki kubitlə birlikdə manipulyasiya edə bilərəm ki, onlar arasında dolaşıqlıq və ya qapı əməliyyatları yaradayım? Bunu çox yüksək keyfiyyətlə edə bilərikmi? Və biz də onu ayırıb yenidən bir yerə qoya biləcəyimiz şəkildə əldə edə bilərikmi? Adətən, biz yalnız onu bir araya gətirəndən sonra nəyinsə səhv getdiyini öyrənirik. Beləliklə, sistemi həqiqətən də sonradan konfiqurasiya etmək istərdik.”

Qubitləri modullar arasında əlaqələndirmək üçün iki cihazın superkeçirici koaksial kabellərlə birləşdirildiyi bir sistem quraraq, Pfaff komandası ~99% SWAP qapısının etibarlılığını nümayiş etdirdi ki, bu da 1%-dən az itki deməkdir. Onların yüksək keyfiyyəti qoruyaraq ayrı-ayrı cihazları kabellə birləşdirə və yenidən konfiqurasiya edə bilmələri rabitə protokollarının layihələndirilməsi sahəsində yeni fikirlər təqdim edir.

Pfaff, “Bizim sahəmiz üçün işə yarayan bir yanaşma tapmaq bir qədər vaxt apardı” dedi. “Bir çox qruplar anladılar ki, bizim həqiqətən istədiyimiz şey kabellər vasitəsilə daha böyük və daha böyük şeyləri bir-birinə tikmək və eyni zamanda miqyasın dəyişməsini əsaslandırmaq üçün kifayət qədər yaxşı rəqəmlərə çatmaqdır. Problem sadəcə alətlərin düzgün birləşməsini tapmaqda idi.”

İrəliləyərkən, Grainger mühəndisləri səhvləri yoxlamaq qabiliyyətini saxlayaraq ikidən çox cihazı bir-birinə bağlamağa çalışaraq diqqətlərini miqyaslılığa yönəldəcəklər.

“Yaxşı performansımız var” dedi Pfaff. “İndi biz bunu sınaqdan keçirib deməliyik ki, bu, həqiqətən də irəli gedirmi? Bu, həqiqətən məntiqlidirmi?”

Daha çox məlumat: Michael Mollenhauer və digərləri, Bir-birini əvəz edə bilən superkeçirici qubit cihazlarının yüksək effektiv elementar şəbəkəsi, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01404-3

Jurnal məlumatı: Nature Electronics İllinoys Universiteti Grainger Mühəndislik Kolleci tərəfindən təmin edilmişdir