Квантовые компьютеры, как правило, представляют собой лабиринтные машины размером с холодильник со множеством систем управления и охлаждения. Эта сложность является основным препятствием для расширения мощности процессора для решения более сложных задач. Тем не менее, исследователи наконец показали, что теория упрощенных кремниевых квантовых процессоров десятилетней давности может сработать и проложить путь для более мощных устройств.
Сегодня большинство квантовых компьютеров требуют, чтобы каждый кубит процессора имел управляющий провод, который используется для изменения вращения кубита или состояния данных в высокочастотном вибрационном сигнале. Каждый из этих проводов подключен к уникальному источнику СВЧ, называемому резонатором. Каждый провод должен проходить внутри переохлажденной внутренней части компьютера. Однако эти управляющие провода выделяют тепло и должны быть удалены, чтобы увеличить физический размер каждого кубита.
Теоретически, это была давняя идея о том, что один малошумящий микроволновый источник может управлять всеми кубитами в процессоре. Ноак и его коллеги фактически продемонстрировали это. Вместо того, чтобы посылать сигнал непосредственно каждому кубиту по требованию, кубит резонирует с этим единственным сигналом. Более важным моментом является то, что оборудованию необходимо изменить резонанс, чтобы он существовал в логических компонентах кубита. Короче говоря, такой подход должен значительно снизить сложность процессора.
Современные квантовые компьютеры, как правило, попадают в “неразбериху с проводкой и различными системами управления”, — сказал Джарид Пра из Университета Нового Южного Уэльса, Австралия, добавив, что технология может значительно упростить их.
Продвинутые квантовые компьютеры, такие как процессор Google Sycamore, имеют всего несколько десятков кубитов. Однако для практической и полезной машины могут потребоваться тысячи или миллионы кубитов.
Кремниевые квантовые компьютеры, используемые Пра и его командой, используют стандартную технологию CMOS в своих ядрах. Он похож на кремниевые чипы традиционных компьютеров. Как только задние системы управления вокруг них будут точно настроены, они смогут быстро расширяться.
