칩 냉각으로 양자 확장성 향상

새로운 광자 칩 냉각은 이온 갇힌 온도를 낮추어 확장 가능한 양자 컴퓨팅을 발전시킵니다.

MIT 엔지니어들은 실용적인 양자 시스템의 중요한 장애물인 냉각 속도, 효율성 및 확장성을 개선하여 이온 트랩 양자 컴퓨팅을 크게 발전시킬 수 있는 광자 칩에 내장된 새로운 냉각 기술을 공개했습니다.

많은 양자 컴퓨터의 중심에는 이온이 제자리에 고정되어 빛으로 조작됩니다.진동으로 인한 오류를 억제하려면 이러한 큐비트를 절대 영도 근처로 냉각해야 합니다.기존 설정에서는 부피가 큰 외부 레이저와 광학 장치를 사용하여 이온을 냉각시켰기 때문에 이러한 시스템의 소형화 및 확장성이 제한되었습니다.

MIT Lincoln Laboratory와 협력하는 MIT 팀은 냉각 메커니즘을 포토닉 칩에 직접 통합하여 이 프로세스를 재구상했습니다.교차하는 광선을 방출하는 칩에 작고 정밀하게 설계된 안테나를 통합함으로써 연구원들은 편광 구배 냉각장을 생성합니다.이 영리한 배열은 갇힌 이온에서 운동 에너지를 신속하게 제거하여 표준 레이저 냉각 한계보다 약 10배 낮은 온도로 냉각하며 약 100마이크로초 내에 완료됩니다. 이는 이전 접근 방식에 비해 상당한 개선이 이루어진 것입니다.

결정적으로, 이 통합 방법은 복잡한 외부 광학 장치와 부피가 큰 저온 유지 장치 창의 필요성을 제거하여 수천 개의 냉각 사이트가 동시에 작동하는 칩 아키텍처에 대한 문을 열어줍니다.실질적으로 이는 양자 프로세서가 제어 시스템을 작고 안정적으로 유지하면서 더 많은 큐비트로 확장될 수 있음을 의미합니다.