Alumínio

Recurso de 10 de março de 2023

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por Ingrid Fadelli, Tech Xplore

Processadores quânticos são sistemas de computação que processam informações e realizam cálculos explorando fenômenos mecânicos quânticos. Esses sistemas podem superar significativamente os processadores convencionais em determinadas tarefas, tanto em termos de velocidade quanto de recursos computacionais.

Embora os engenheiros tenham desenvolvido vários sistemas de computação quântica promissores na última década, dimensionar esses sistemas e garantir que possam ser implantados em larga escala continua sendo um desafio contínuo. Uma estratégia proposta para aumentar a escalabilidade dos processadores quânticos envolve a criação de sistemas modulares contendo vários módulos quânticos menores, que podem ser calibrados individualmente e depois organizados em uma arquitetura maior. Isso, no entanto, exigiria interconexões adequadas e eficazes (ou seja, dispositivos para conectar esses módulos menores).

Pesquisadores da Southern University of Science and Technology, da International Quantum Academy e de outros institutos na China desenvolveram recentemente interconexões de baixa perda para ligar os módulos individuais em processadores quânticos supercondutores modulares. Essas interconexões, apresentadas na Nature Electronics, são baseadas em cabos de alumínio puro e transformadores de impedância no chip.

“Nosso artigo recente foi baseado em ideias centrais de minha pesquisa de pós-doutorado na Universidade de Chicago, publicada na Nature há dois anos”, disse Youpeng Zhong, um dos pesquisadores que realizou o estudo, ao Tech Xplore. “Nesse estudo, usei um cabo coaxial supercondutor de nióbio-titânio (NbTi) para conectar dois processadores quânticos”.

Em um de seus trabalhos anteriores, Zhong tentou conectar dois processadores quânticos distintos usando cabos supercondutores NbTi, que são comumente usados ​​para projetar sistemas criogênicos/quânticos. Para reduzir a perda de conexão (ou seja, a perda de energia inerentemente ocorrida enquanto a energia viajava de um processador para o outro através dos cabos), ele tentou conectar os chips quânticos diretamente ao cabo NbTi de conexão.

“Achei que isso era bastante difícil, então tive a ideia de experimentar novos cabos feitos de diferentes metais supercondutores, como o alumínio, o mesmo material de nossos circuitos quânticos”, explicou Zhong. "Os cabos coaxiais feitos com alumínio puro não estão prontamente disponíveis na prateleira, porque o alumínio tem mais perdas e é mais difícil de soldar do que o cobre, tornando-o inadequado para aplicações de cabeamento normais. Além disso, sua temperatura de transição supercondutora é inferior à temperatura do hélio líquido. aplicações de interconexão quântica, é raro encontrar cenários em que seja necessário um cabo coaxial de alumínio puro."