Чи важливо, щоб квантовий комп'ютер був екранований магнітним полем?

10

Я переглядав сайт D-Wave 2000Q, коли натрапив на цей аспект своїх квантових комп'ютерів:

Унікальне середовище процесора

Екранований на 50 000 × менше, ніж магнітне поле Землі

Чому це актуально? Що буде, якби воно було значно менше 50 000x?

physical-realization d-wave

7

Машина DWave в значній мірі покладається на одноточний квантовий цифровий контроль для налаштування робочих точок кубіту та з’єднувача та для виконання протоколу відпалу. Будь-який бродячий магнітний потік, якщо він присутній під час охолодження мікросхеми через його надпровідний перехід, потрапить у ланцюг всередині і може призвести до його виходу з ладу.

$B = \frac{\Phi_0}{A}$ $\Phi_0 \sim 2 \cdot 10^{-15} ~ \text{Wb}$ $A$ $(2 ~ \text{cm})^2$ $B \sim 5 ~ \text{pT}$ $0.25 ~ \mu \text{T}$ $\times 5 \cdot 10^6$ на мікросхемі для секвестрування потоку, що залишився в безпечних місцях.

— Офер Неаман
джерело

3

Це має значення для зменшення квантового шуму в системі. Якщо сила екрана більше 50 000x, то квантова обчислювальна система краще захищена від магнітного поля Землі і, таким чином, краще квантове зниження шуму. ~~, принаймні, теоретично.~~

EDIT: Суперпозиція є серцем квантових обчислень. Стан суперпозиції сприйнятливий до коливань зовнішніх магнітних полів, теплових коливань, радіохвилі тощо. Квантовий процесор повинен знаходитись у просторі, де магнітне поле є рівномірним та стабільним, щоб уникнути квантового шуму, що вводиться вищезгаданими чинниками. Таким чином, ізоляція квантової обчислювальної системи від її тривожного середовища є обов'язковою.

Досягнення ідеального квантового середовища без шуму - це все ще непросте завдання. Однак досягнутий прогрес поки що привів нас до експериментальних реалізацій квантових комп'ютерів. Екранування більш ніж 50 000x магнітного поля Землі зменшило б квантовий шум, викликаний магнітним полем Землі.

— RussellB
джерело

2

Для цього вам слід посилатися на конкретні архітектури квантових обчислень. Магнітні поля є лише проблемою в деяких контекстах (наприклад, фотонні квантові процесори не будуть суттєво порушені магнітними полями Землі). Аналогічно, речення " Стан суперпозиції сприйнятливе до коливань зовнішніх магнітних полів, теплових коливань, радіохвилі тощо ", не має особливого сенсу без посилання на конкретний вид системи.

— glS

3

Потік шуму може бути основним джерелом відхилення для надпровідних кубітів. Якщо подивитися на історію поля, це має повний сенс. Ідеї суперпровідних кубітів можна простежити до SQUID , який був розроблений як дуже точний магнітометр. Тому загалом надпровідні кубіти, як правило, досить чутливі до магнітних полів.

Одне завдання - збалансувати цю чутливість до магнітного шуму з необхідністю маніпулювати кубітами. Вирішення цього виклику є предметом статті "Рігетті" про надпровідний суперпровідний кубіт зарядки та флюсу-чутливості .

— сподіваємось, злагоджені
джерело