芝加哥大学研发“冰箱”内控制器，有助于扩大量子计算机规模

超导量子计算是实现量子计算机的领先技术之一。近年来，在工业界和学术界的努力下，基于这种技术的小型量子计算机原型已经被制造出来，最多包括100多个量子比特。

这些计算机原型的量子芯片位于稀释冰箱内，通过从室温下的经典控制器为每个量子比特发送微波控制信号来进行量子操作。不幸的是，这种控制方法面临可扩展性挑战，因为在室温下产生微波信号并使用同轴电缆将其传输到量子芯片上需要大量的能源成本。

为了解决可扩展性的问题，芝加哥大学的计算机科学家和物理学家之间的合作突破了大规模量子计算的关键障碍之一，他们想出了如何在冰箱内移动其控制信号。

（图源论文）

芝加哥大学的研究团队通过仔细设计量子系统并优化软件和硬件，使用在冰箱内产生的电压信号——超导单通量量子（SFQ）脉冲演示了低误差的双量子比特操作。

科学家表示，这一发现是实现大范围通用量子计算的一个重要步骤。下一步，他们将设计一个冰箱内的控制器架构，从而拥有一个完整的控制器系统。

该研究论文题为"Practical implications of SFQ-based two-qubit gates"，已发表在2021年IEEE量子计算与工程国际会议上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://ieeexplore.ieee.org/document/9605311