Нов интелигентен усилвател за квантов компютър консумира 10 пъти по-малко енергия

Шведски учени са разработили високоефективен усилвател, който се активира само при четене на информация от кубита. Благодарение на иновативния си дизайн той консумира само една десета от енергията в сравнение с най-качествените съвременни аналози. По този начин се намалява декохерентността на кубитите и се полагат основите за появата на по-мощни квантови компютри със значително повече кубити и подобрена производителност.

Информационните единици на квантовите компютри – квантовите битове или кубитите – могат да съществуват едновременно в състояния със стойност 1 и 0, както и във всички междинни състояния във всякаква комбинация. Компютър с 20 кубита може да представя повече от милион различни състояния едновременно. Този феномен на суперпозицията е една от основните причини, поради които квантовите компютри могат да решават изключително сложни задачи, които са извън възможностите на днешните суперкомпютри.

За да се използва изчислителната мощ на квантовия компютър, кубитите трябва да бъдат измерени и превърнати в информация, която може да бъде интерпретирана. Този процес изисква изключително чувствителни микровълнови усилватели, които могат да регистрират и разчитат слабите сигнали. Четенето на квантова информация обаче е изключително деликатна процедура. Дори най-малките температурни колебания, шум или електромагнитна интерференция могат да доведат до загуба на целостта на кубитите и информацията да стане неизползваема. Тъй като усилвателите генерират топлина, те също така причиняват декохерентност. Изследователи от Техническия университет „Чалмърс“ са разработили нов, високоефективен усилвател.

„Това е най-точният усилвател, който може да бъде създаден с помощта на транзистори. Успяхме да намалим консумацията му на енергия до една десета от тази, която изискват най-добрите съвременни усилватели – без да жертваме производителността. Надяваме се и вярваме, че този пробив ще даде възможност за по-прецизно отчитане на кубитите в бъдеще“, казва Ин Зенг, първи автор на изследването.

За разлика от други нискошумови усилватели, новият усилвател работи в импулсен режим, което означава, че се активира само когато е необходимо, а не остава включен през цялото време. Това позволява значително да се намали консумацията на енергия, пише EurekAlert.