Алюминий

Особенность от 10 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Ингрид Фаделли, Tech Xplore

Квантовые процессоры — это вычислительные системы, которые обрабатывают информацию и выполняют вычисления, используя квантово-механические явления. Эти системы могут значительно превосходить традиционные процессоры при выполнении определенных задач как по скорости, так и по вычислительным возможностям.

Хотя за последнее десятилетие или около того инженеры разработали несколько многообещающих систем квантовых вычислений, масштабирование этих систем и обеспечение возможности их крупномасштабного развертывания остается постоянной проблемой. Одна из предлагаемых стратегий повышения масштабируемости квантовых процессоров предполагает создание модульных систем, содержащих несколько квантовых модулей меньшего размера, которые можно индивидуально калибровать, а затем объединять в более крупную архитектуру. Однако для этого потребуются подходящие и эффективные межсоединения (т.е. устройства для соединения этих меньших модулей).

Исследователи из Южного университета науки и технологий, Международной квантовой академии и других институтов Китая недавно разработали межсоединения с низкими потерями для соединения отдельных модулей в модульных сверхпроводящих квантовых процессорах. Эти межсоединения, представленные в Nature Electronics, основаны на кабелях из чистого алюминия и встроенных в кристалл трансформаторах импеданса.

«Наша недавняя статья была основана на основных идеях моего постдокторского исследования в Чикагском университете, которое было опубликовано в журнале Nature два года назад», — рассказал Tech Xplore Юпэн Чжун, один из исследователей, проводивших исследование. «В этом исследовании я использовал сверхпроводящий коаксиальный кабель из ниобия и титана (NbTi) для соединения двух квантовых процессоров».

В одной из своих предыдущих работ Чжун пытался соединить два разных квантовых процессора с помощью сверхпроводящих кабелей NbTi, которые обычно используются для проектирования криогенных/квантовых систем. Чтобы уменьшить потери соединения (то есть потери энергии, которые происходят при передаче энергии от одного процессора к другому по кабелям), он попытался соединить квантовые чипы непосредственно с соединительным кабелем NbTi.

«Я обнаружил, что это довольно сложно, поэтому мне пришла в голову идея попробовать новые кабели, сделанные из различных сверхпроводящих металлов, таких как алюминий, того же материала, что и наши квантовые схемы», — объяснил Чжун. «Коаксиальные кабели, изготовленные из чистого алюминия, трудно найти на полке, поскольку алюминий имеет большие потери и его труднее паять, чем медь, что делает его непригодным для обычных кабельных применений. Более того, его температура сверхпроводящего перехода ниже температуры жидкого гелия. В приложениях квантового соединения редко можно встретить сценарии, в которых необходим коаксиальный кабель из чистого алюминия».