头条资讯2024年11月12日发布:用于大规模量子计算机系统量子比特控制的超导电路成功完成演示

每条电缆的量子比特控制信号密度可增加约1000倍

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来源：AIST新闻

研究人员：日本国立先进工业科学技术研究院（AIST）量子人工智能技术全球研发中心（G-QuAT）量子控制电路研究小组高级研究员 TAKEUCHI Naoki

要点

量子比特控制信号传统传输路径的尺寸限制了可控量子比特的数量。

人们提出并演示了一种可通过一根电缆控制多个量子比特的超导电路，而传统技术需要利用一根单独的电缆控制每个量子比特。

拟采用的电路将加快大规模量子计算机的开发进程

概要

为了支持大规模超导量子计算机的开发，日本最大的公共研究机构之一日本国立先进工业科学技术研究院（AIST）的研究人员与横滨国立大学、东北大学和美国加州大学伯克利分校（UCLA）的研究人员合作，共同开发了量子计算机。日本NEC公司提出并成功演示了一种可在低温下控制多个量子比特的超导电路。

要研制实用的量子计算机，就必须控制大量（多达一百万个）在低温下运行的量子比特的状态。在传统量子计算机中，用于控制量子比特的微波信号在室温下产生，并通过不同的电缆分别传输给低温下运行的量子比特。这导致室温和低温之间的电缆数量众多，可控量子比特的数量限制在大约1000个。

本研究在4.2 K液氦中开展概念验证实验，成功演示了一种可通过单根电缆利用微波多路复用控制多个量子比特的超导电路。这种电路有可能将每条电缆的微波信号密度提高约1000倍，从而大幅增加可控量子比特的数量，可为开发大规模量子计算机做出贡献。

上述结果将于伦敦时间6月3日上午10点发表在《npj量子信息》上。

传统量子比特控制与拟用量子比特控制的比较

Article Information

Journal:npj Quantum InformationTitle:Microwave-multiplexed qubit controller using adiabatic superconductor logicAuthors:Naoki Takeuchi,Taiki Yamae,Taro Yamashita,Tsuyoshi Yamamoto,and Nobuyuki YoshikawaDOI:10.1038/s41534-024-00849-2

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