プリンストン、新しいチタンシリコン量子ビットで量子チップに革命を起こす

のエンジニアチーム プリンストン大学 彼は発表した 1ミリ秒以上コヒーレンスを維持する新しい超伝導量子ビットの開発により、量子コンピューティングの分野で大きな進歩が見られました。これは、これまでに報告されている実験用量子ビットの最高の時間の 3 倍であり、大型量子プロセッサの業界標準よりもほぼ 15 倍長くなります。この開発は、信頼性の高い処理とエラー訂正の要件を満たし、実用的な量子コンピューターの構築に向けた大きな一歩を踏み出しました。

ザ アンドリュー・ハック、の頭 国立量子研究センター プリンストン工学部の学部長でもある彼は、今日の有用な量子コンピューターの使用を妨げる最大の問題は、量子ビット内の情報の保存期間が短いことであると強調しています。新しい量子ビットは量子分野の「次の大きな飛躍」であるとホック氏は言う テクノロジー。プリンストン大学のチームは、この新しいデバイスがエラー修正をサポートし、より大規模なシステムに拡張できると同時に、Google や IBM などの企業が使用するアーキテクチャと互換性があることを示しました。 Google Willow プロセッサの主要コンポーネントを新しい設計に置き換えると、理論的にはパフォーマンスが 1000 倍向上する可能性があります。

量子コンピューターは、従来のコンピューターでは解決できない問題を解決できると期待されていますが、量子ビットの寿命が限られているため、複雑な計算を完了する能力は制限されます。コヒーレンス時間を延長することは、実用的な量子を作製するために重要です ハードウェア。プリンストンの技術革新は、コヒーレンス時間の最大の改善を意味します トランスモン量子ビット 10年以上。

新しい量子ビットは、材料の問題に対処するための 2 段階の戦略に基づいています。まずチームが紹介したのは、 タンタル、敏感な回路がエネルギーを節約するのに役立つ金属です。その後、彼らは通常のサファイア基板を次のように置き換えました。 高純度シリコン、コンピュータ業界の基礎となるハードウェア。シリコン上でタンタルを直接成長させるには技術的な課題を解決する必要がありましたが、チームは効率と大量生産の簡素化において大きな利点を発見しました。

または ナタリー・デ・レオン、その共同ディレクター プリンストン量子イニシアティブは、タンタルとシリコンを組み合わせることで量子ビットの安定性が向上し、既存のチップへの統合が容易になると説明しています。ザ ミシェル・デヴォレ、主任ハードウェア研究員 Google 量子 AI そして彼の勝者 2025 年のノーベル物理学賞は量子回路の寿命を延ばすことの難しさを認め、この問題を失敗した試みの「墓場」と表現した。

Houck 氏は、量子コンピューターの可能性は、接続できる量子ビットの総数と、エラーが蓄積する前に各量子ビットが実行できる演算の数という 2 つの要素によって決まると説明しています。量子ビットの寿命を延ばすことで両方のパラメータが向上し、タンタルの使用により金属表面の微細な欠陥によるエネルギー損失が減少します。

新しい設計は、タンタル シリコンを使用することで量子コンピューターを現実世界の実用性に一歩近づけることができ、信頼性とパフォーマンスが大幅に向上した数千量子ビット プロセッサへの道を開くことができることを示しています。