Инновационная система управляющей и считывающей электроники, разработанная инженерами Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми Министерства энергетики США, способна значительно повысить производительность квантового компьютера и снизить стоимость управляющего оборудования.
Управляющая электроника использует сигналы из классических устройств как инструкции для квантовых битов компьютера (или кубитов). Считывающая электроника же измеряет состояние кубитов и передает эту информацию обратно к классическим устройствам.
Эта система может решить проблему управления и считывания информации для сверхпроводящих квантовых компьютеров, которые используют готовое коммерческое оборудование, не предназначенное для этой задачи. Поэтому часто приходится соединять вместе десятки более дорогих компонентов. Стоимость может вырасти до десятков тысяч долларов за кубиты, а большие размеры таких систем создают дополнительные проблемы.
Новая радиочастотная плата содержит более 200 элементов, среди которых чипы для подстройки частот, фильтры для удаления нежелательных частот, усилители и аттенюаторы для регулировки амплитуды сигналов, переключатели для включения и выключения сигналов, низкочастотный регулятор для настройки определенных параметров кубита. Вместе с коммерческой платой FPGA (field-programmable gate array), которая служит «мозгом» компьютера, радиочастотная плата обеспечивает все необходимое для успешного обращения с квантовым устройством.
Производство таких компактных плат обходится примерно в 10 раз дешевле, чем производство обычных систем. В простейшей конфигурации они могут управлять восьмью кубитами. Интеграция всех радиочастотных компонентов в одну плату обеспечивает более быструю и точную работу, а также обратную связь и коррекцию ошибок в реальном времени.