一种用于控制量子计算的新型超冷微波源已经研制成功

根据《自然电子学》年10月10日发表的一项研究，芬兰研究人员已经开发出一种电路，可以产生控制量子计算机在接近绝对零度的温度下所需的高质量微波信号。这是将控制系统移近量子处理器，或者大大增加处理器中量子比特数量的关键一步。

限制量子计算机规模的因素之一是量子处理器中用于控制量子比特的机制。这通常通过使用一系列微波脉冲来实现，由于量子处理器在接近绝对零度的温度下工作，因此控制脉冲通常在室温下通过宽带电缆进入冷却环境。

随着量子位数量的增加，所需电缆的数量也随之增加。这限制了量子处理器的潜在尺寸，因为冷却量子位的冰箱必须变得更大，以容纳越来越多的电缆，同时试图冷却它们。

由芬兰阿尔托大学和芬兰国家技术研究中心(VTT)领导的联合研究小组开发了解决这一问题的关键组件。

新型微波源是一种可以与量子处理器集成的设备，其尺寸小于一毫米，不需要连接不同温度的高频控制电缆。使用这种低功率低温微波源，可以使用更小的低温恒温器，同时仍然增加处理器中量子位的数量。

领导该团队的阿尔托大学教授迈克尔莫顿(Michael Morton)表示，新设备产生的功率是之前版本的100倍，足以控制量子比特并执行量子逻辑运算。它产生非常精确的正弦波，每秒钟振荡超过10亿次。因此，来自微波源的量子比特误差很少发生，这对于实现精确的量子逻辑运算非常重要。

该设备产生的CW微波源不能按原样用于控制量子位，因此微波必须整形为脉冲。该团队目前正在开发快速打开和关闭微波源的方法。即使脉冲产生没有开关解决方案，高效率、低噪声、低温的微波源也可以用于量子传感器等一系列量子技术。

Moen说，除了量子计算机和传感器，微波源还可以用作其他电子设备的时钟。它允许不同的设备保持相同的节奏，使它们能够在期望的时刻操作几个不同的量子位。