Bir bilgisayardaki kuantum bitlerinin (kübit) sayısını artırmaya çalışırken karşılaşılan engellerden biri, bir kübitin durumunu düzenlemesi gereken bir sinyalin yanlışlıkla yakındaki başka bir kübiti etkilemesiyle ortaya çıkan çapraz karışmadır.
İsveç Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden Sandoko Kosen ve meslektaşlarına göre, 25 kübitlik, düşük çapraz karışma özellikli entegre devrenin mimarisi gelecekte daha büyük kuantum işlemcilere genişletilebilir.
Bir çipin kablolaması ve karışma, kübit ve kübit bağlayıcı bileşenlerin (“bağlayıcılar”) sayısı arttıkça daha karmaşık hale gelir. Kosen ve meslektaşlarının daha önceki çalışmaları, kontrol ve okuma devresi için ayrı, kübitler ve bağlayıcılar için ayrı katmanlara sahip iki kübitli bir çip içeriyordu. Kabloların bazıları kübitleri ve bağlayıcıları elektrik alanlarıyla yönetirken, diğerleri manyetik alanlardan yararlanıyordu. Bu mimariyi genişleten 25 kübitlik yeni tasarım, ilave kübitlerin eklenmesine elverişli bir bileşen yoğunluğu sağlıyor.
Araştırmacılar, yüksek bileşen yoğunluğuna rağmen tasarımlarının neredeyse diğer tüm kuantum işlemciler kadar düşük çapraz karışma ile sonuçlandığını gösterdi. Elektrik alanı üreten teller için çapraz karışma, 3 µm yüksekliğindeki metal yapıların telleri izole ettiği bir çip versiyonunda iyileştirilmedi, bu da bu tellerden kaynaklanan çapraz karışma nedeninin yanlış kübitlerle doğrudan elektrik alanı etkileşimleri olmadığını gösteriyor. Ancak Kosen ve meslektaşlarına göre, karışma kaynaklarını belirlemek için ek araştırmalar yapılması gerekiyor.
Ek olarak, devrelerinin çapraz karışma oranının mesafeyle birlikte yaklaşık 1 dB/mm düştüğünü keşfettiler; bu da 100 kübitlik bir kuantum işlemcinin gerektireceğini tahmin ettikleri düşüş oranının yarısı. Grup, bu açığı kapatmak için gerekli olabilecek değişiklikleri de önerdi.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v17/s113
