Контролерът на кубити, разработен от SEEQC, може да работи при ултраниски температури в криогенната камера, където са самите кубити (снимка: SEEQC)
Свръхпроводящите кубити, използвани от разработчиците на квантови компютри, имат един сериозен недостатък. Електрониката, която управлява кубитите, под формата на обикновени цифрови контролери, не може да работи със силно охлаждане и трябва да се държи отделно от кубитите, а това прави подобни реализации изключително сложни и тромави. Американска компания обаче е създала нискотемпературни контролери, които могат да решат този проблем.
Стартъпът SEEQC (Superconducting Energy Efficient Quantum Computing) разработва чипове, наречени Single Flux Quantum (SFQ), предаде Ройтерс. Те са в състояние да изпълняват всички основни функции на контролер на квантови кубити при същата криогенна температура като самите кубити, която е около 20 mK. Това означава, че контролерът може да работи заедно с кубитите в една и съща криогенна камера, като така значително се опростява архитектурата на квантовите системи, които днес изглеждат като огромни шкафове, по-високи от човешки ръст.
Разработчиците на SEEQC възнамеряват да популяризират хибридни компютри – комбинация от квантови и класически системи, а това изисква електроника, която издържа на ултраниски температури. Но контролерите сами по себе си няма да са достатъчни. Необходими са криогенни вериги, които дигитализират вълновите данни, прочетени от кубитите. SEEQC разработва именно такава логика, но не разчита на класическите транзистори.
Засега не са известни повече подробности за разработката, но може да се предположи, че компанията използва преход с ефект на Джоузефсън в ролята на „криогенен транзистор”. Същността на ефекта е, че при определени условия диелектрикът между два свръхпроводника може да започне да пропуска ток. По-рано SEEQC беше замесена в експерименти с такива елементи. По-специално, компанията разработи криогенна памет с преходи Джоузефсън за квантови и конвенционални компютри.
Според компанията, SFQ чиповете обменят данни безжично и са съвместими с всички видове свръхпроводящи кубити и дори със спинови кубити. За опростяване на архитектурата се използва мултиплексиране. Вече е тествано решение за управление на 8 кубита с помощта на 2 проводника. Версията за управление на 64 кубита скоро ще стане достъпна за всеобхватно тестване.
Междувременно Intel следва същия път. Компанията разработва фамилия криогенни контролери Horse Ridge за управление на свръхпроводящи и спинови кубити. Засега Intel не може да се похвали с работа на контролерите при температури, близки до абсолютната нула. Нейните чипове работят при 4K и не могат да бъдат поставени близо до кубити. Но технологията на Intel има едно категорично предимство – контролерите Horse Ridge се произвеждат с конвенционални силициеви транзистори, с които се работи много по-лесно.
Както Intel, така и SEEQC се движат в една посока – те искат да създадат електронен контролер на кубити, който се намира в същата криогенна среда като носителите на квантова информация. Това значително ще намали времето за създаване на достатъчно мощен квантов компютър с практическо приложение.