Прогресс в масштабировании квантовых процессоров: 6×6 массив квантовых точек с 10 одновременно управляемыми кубитами

Для построения отказоустойчивых квантовых вычислений необходимо увеличивать число кубитов при сохранении высокой производительности и плотной связности между ними. В полупроводниковых кубитах уже достигнута высокая точность операций, однако расширение системы с сохранением достаточного уровня связности остаётся серьёзной задачей. Обычно масштабирование происходит вдоль одной оси, чтобы обеспечить доступ к управляющим линиям.

В новой работе продемонстрирован 6×6 массив квантовых точек, реализованный с использованием общего барьерного электрода и индивидуальных плунжерных электродов. Кубиты на квантовых точках настраиваются с помощью когерентного переноса спина на расстояния до 5,2 микрометра, что позволяет сформировать разреженную конфигурацию из 10 кубитов, работающих одновременно. Такой подход освобождает пространство для соединений, необходимых для переноса спина (shuttling).

Авторы отмечают снижение взаимных помех (кросстока) в 42 раза в этом режиме с разнесёнными кубитами, что обеспечивает высокоточное одновременное управление отдельными кубитами. Операции типа control-Z реализуются через комбинацию переноса спина и управления только плунжерными электродами.

Данные результаты открывают перспективы для построения квантовых схем с высокой связностью, основанных на двумерных конфигурациях и использовании технологии переноса спина для взаимодействия между кубитами.