东芝发明双通道传感耦合器 推动更快、更准确的超导量子计算机的到来

东芝公司的研究人员在量子计算机结构方面取得了突破性进展:双通道传感耦合器的基本设计,将提高可调谐耦合器的量子计算速度和准确性。该耦合器是决定超导量子计算机性能的一个关键装置。超导量子计算机中的可调谐耦合器负责连接两个量子比特,并通过打开和关闭它们之间的耦合来进行量子计算。

目前的技术可以关闭频率接近的超导量子比特的耦合,但这容易造成串扰、形成误差,当其中一个量子比特被电磁波照射进行控制时,就会出现串扰误差。此外,目前的技术无法完全关闭频率明显不同的量子比特的耦合,从而又导致因残余耦合而产生误差。

东芝公司最近设计了一种双传感耦合器,可以完全开启和关闭频率明显不同的量子比特之间的耦合。完全打开可以实现强耦合的高速量子计算的同时完全关闭则可以消除残余耦合,从而提高量子计算速度和精度。

用新技术进行的模拟表明,东芝实现了双量子门,即量子计算中的基本操作,其精确度可达99.99%,处理时间仅为24纳秒。

东芝的双量子耦合器可应用于固定频率的量子比特,实现了高稳定性和易设计性,并首次实现了频率明显不同的固定频率跨门类比特之间的耦合,可以完全开启和关闭,并提供了一个高速、精确的双比特门。

该技术有望推动实现更高性能的量子计算机,从而在实现碳中和和开发新药物等领域作出贡献。

该技术的细节于9月15日在美国的《物理评论应用》上发表,该杂志是美国物理学会(https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.18.034038)的期刊。

东芝发明双通道传感耦合器 推动更快、更准确的超导量子计算机的到来

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