알류미늄

2023년 3월 10일 특집

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

신뢰할 수 있는 출처

교정하다

작성자: Ingrid Fadelli, Tech Xplore

양자 프로세서는 양자 역학적 현상을 이용하여 정보를 처리하고 계산을 수행하는 컴퓨팅 시스템입니다. 이러한 시스템은 속도와 계산 능력 측면에서 특정 작업에서 기존 프로세서보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다.

엔지니어들은 지난 10여 년 동안 몇 가지 유망한 양자 컴퓨팅 시스템을 개발했지만 이러한 시스템을 확장하고 대규모로 배포할 수 있는지 확인하는 것은 여전히 ​​진행 중인 과제입니다. 양자 프로세서의 확장성을 높이기 위해 제안된 전략 중 하나는 개별적으로 보정한 다음 더 큰 아키텍처로 배열할 수 있는 여러 개의 작은 양자 모듈을 포함하는 모듈식 시스템을 만드는 것입니다. 그러나 이를 위해서는 적절하고 효과적인 상호 연결(즉, 이러한 소형 모듈을 연결하기 위한 장치)이 필요합니다.

Southern University of Science and Technology, International Quantum Academy 및 중국의 기타 연구소 연구원들은 최근 모듈식 초전도 양자 프로세서의 개별 모듈을 연결하기 위한 저손실 상호 연결을 개발했습니다. Nature Electronics에 소개된 이러한 상호 연결은 순수 알루미늄 케이블과 온칩 임피던스 변압기를 기반으로 합니다.

이번 연구를 수행한 연구원 중 한 명인 Youpeng Zhong은 Tech Xplore에 "우리의 최근 논문은 2년 전 Nature에 게재된 시카고 대학의 박사후 연구의 핵심 아이디어를 기반으로 했습니다"라고 말했습니다. "그 연구에서 나는 두 개의 양자 프로세서를 연결하기 위해 니오븀-티타늄(NbTi) 초전도 동축 케이블을 사용했습니다."

이전 작업 중 하나에서 Zhong은 극저온/양자 시스템을 엔지니어링하는 데 일반적으로 사용되는 NbTi 초전도 케이블을 사용하여 두 개의 서로 다른 양자 프로세서를 연결하려고 시도했습니다. 연결 손실(즉, 에너지가 케이블을 통해 한 프로세서에서 다른 프로세서로 이동하는 동안 본질적으로 발생하는 에너지 손실)을 줄이기 위해 그는 양자 칩을 연결 NbTi 케이블에 직접 와이어 본딩하려고 했습니다.

Zhong은 "이것이 매우 어렵다는 것을 알았기 때문에 알루미늄과 같은 다른 초전도 금속으로 만든 새로운 케이블을 시도하는 아이디어를 생각해 냈습니다."라고 Zhong은 설명했습니다. "순수 알루미늄으로 만든 동축 케이블은 선반에서 쉽게 구할 수 없습니다. 알루미늄은 구리보다 손실이 많고 납땜하기 어렵기 때문에 일반 케이블링 응용 분야에 적합하지 않습니다. 또한 초전도 전이 온도는 액체 헬륨 온도보다 낮습니다. 양자 상호 연결 애플리케이션에서는 순수 알루미늄 동축 케이블이 필요한 시나리오를 찾기가 어렵습니다."