SEEQC تعلن عن منطق التحكم المتكامل للكيوبت يعمل عند درجات حرارة الميليكلفن

نشرت شركة SEEQC دراسة بحثية في مجلة Nature Electronics توثق تشغيل نظام حوسبة كمي متكامل يحتوي على منطق رقمي فائق التوصيل مدمج بكفاءة عند درجة حرارة 10 ملي كلفن. تثبت هذه الدراسة المهمة تشغيل وحدة معالجة كمية "نشطة" حيث يتم دمج دوائر التحكم الرقمي الفائقة التوصيل مع رقاقة كمية تحتوي على خمسة كيوبتات ضمن نفس البيئة المبردة بعمق. تستخدم هذه البنية المعمارية المبتكرة تقنية flip-chip bonding لإنشاء وحدة متعددة الرقاقات متطورة، مما يسمح للمنطق الرقمي بالعمل جنباً إلى جنب مع الكيوبتات دون تدهور الأداء. يهدف هذا التطبيق الجديد إلى حل تحدٍ على مستوى النظام يُعرف باسم "اختناق التوصيل"، حيث تطلب الأنظمة التقليدية خطوط تحكم فردية منفصلة لكل كيوبت من المعالج. يستخدم النظام نبضات Single Flux Quantum (SFQ) الرقمية لتوليد إشارات التحكم محلياً وبكفاءة ضمن مبرد التخفيف العميق. من خلال نقل منطق التحكم من درجة حرارة الغرفة إلى المرحلة المبردة بشكل جذري، يستخدم النظام تقنيات demultiplexing رقمية لتوزيع النبضات على عدة كيوبتات من خلال مسارات مشتركة فعالة. تم تصميم هذه الطريقة لكسر التوسع الخطي لخطوط التحكم بالنسبة إلى عدد الكيوبتات، مما يقلل من الحمل الحراري وكثافة الربط البيني. تعمل نبضات SFQ بتشتت الطاقة المقاس بالنانوات لكل كيوبت، وهو متوافق تماماً مع قيود التبريد في بيئات الميليكلفن الشديدة البرودة. تشير البيانات التجريبية من معالج الكيوبتات الخمسة إلى أن قرب منطق التحكم الرقمي لا يقلل من أداء الكيوبت بأي شكل من الأشكال. أبلغت الدراسة عن درجات إخلاص بوابة أحادية الكيوبت تتجاوز 99.5%، مع نتائج قمة تصل إلى 99.9% المثيرة للإعجاب. أكدت التجارب المرجعية أيضاً على غياب تسمم الكوازيجسيمات القابل للكشف، وهي آلية تشويه شائعة في الدوائر الفائقة التوصيل المعرضة للإلكترونيات الرقمية عالية التردد. تثبت هذه المراجعة أن المنطق الرقمي الفائق التوصيل يمكن أن يتعايش مع الكيوبتات دون إدخال ضوضاء محظورة أو حرارة زائدة. يوفر دمج وظائف التحكم على مستوى الميليكلفن بديلاً جديداً للإلكترونيات التقليدية في درجة حرارة الغرفة ومتحكمات cryo-CMOS.