Aansturen van qubits op een kwantumcomputer

Aansturen van qubits op een kwantumcomputer Door: FHI federatie van technologiebranches

QuTech, het geavanceerde onderzoekscentrum naar kwantumcomputers, is op 30 november 2021 de gastheer voor het RF Technology event. Bij QuTech, een samenwerking tussen de TU Delft, TNO en industriële partners, wordt veel fundamenteel onderzoek gedaan naar kwantumcomputers. Een van de sprekers op het event is Fabio Sebastiano, aan de TU Delft verbonden als assistent professor. Hij gaat in zijn presentatie in op het toepassen van CMOS microwave drivers op cryogene temperaturen.

Kwantumcomputers zijn afhankelijk van het verwerken van de informatie die is opgeslagen in kwantumbits (qubits) die doorgaans ruim onder 1 K moeten worden gekoeld voor een goede werking.

Een van de fundamentele vereisten in kwantumcomputers is om elektrische microgolfsignalen te kunnen genereren die naar de qubits worden gestuurd. Door die signalen, zowel in amplitude als de duur, goed te vormen, kan een specifieke operatie op de qubits worden afgedwongen. De CMOS microwave drivers zijn elektronische circuits die dergelijke signalen genereren om kwantumbewerkingen op de qubits uit te voeren.

Het uitvoeren van bewerkingen op qubits vereist een klassieke elektronische interface, die momenteel wordt geïmplementeerd bij kamertemperatuur voor de weinige qubits die heden ten dage beschikbaar zijn.

Toekomstige kwantumprocessors zullen uit duizenden of zelfs miljoenen qubits bestaan. Om de onpraktische eis van duizenden kabels van de cryogene koelkast naar de elektronica op kamertemperatuur te vermijden, moet de elektronische interface werken bij cryogene temperaturen die zo dicht mogelijk bij de qubits liggen.

Om deze uitdagingen aan te gaan, zal de lezing van Sebastiano het gebruik van standaard CMOS-technologie laten zien om een ​​complexe System-on-Chip te bouwen die werkt op 4 K en in staat is om qubits aan te sturen met microgolfpulsen in het frequentiebereik van 6 tot 20 GHz. Zoals het meest complexe cryogene CMOS-systeem ooit heeft aangetoond, is het een fundamentele opstap naar toekomstige cryogene elektronische interfaces, de weg voor praktische grootschalige kwantumcomputers.

Zie voor meer informatie het interview met Fabio Sebastiano voor het event, dat eigenlijk in 2020 had moeten plaatsvinden. Dit event is een mooie kans om zo direct op de bronnen rond het onderzoek naar kwantumcomputers te zitten.

Meld u hier aan voor een bezoek aan het RF Technology event 2021. Het volledige programma kunt u hier vinden.