Design of a cryogenic integrated circuit for next-generation quantum computers

• Autorzy: Kasprowicz Grzegorz , Siwiec Krzysztof , Kasprowicz Dominik , Wojciechowski Andrzej , Borkowski Adam , Pleskacz Witold , Sowiński Mikołaj , Przywózki Tomasz , Kulik Paweł , Poźniak Krzysztof , Wawrzyniak Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2023.8.13

Warianty tytułu

PL

Projekt kriogenicznego układu scalonego dla następnej generacji komputerów kwantowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this project, we propose to develop intermediate-scale quan tum computation devices and complement the hardware with device-aware compilers for the trapped-ion platform. The proj ect cross-fertilizes three critical areas: (i) ion-trap development, pushing towards segmented ion traps with low heating rates; (ii) efficient compilation of quantum algorithms into low-level instruction circuits for segmented quantum information pro cessing that enable seamless integration of qubit shuttling operations; (iii) scalable, low-noise electronic circuits devel opment for fast operation of segmented ion-trap quantum information processors at room temperature and cryogenic conditions. Developed with the long-term vision of pushing towards 1000 qubits, the realised technology will serve as a plat form to drive the European quantum computation roadmap.

PL

W tym projekcie proponujemy opracowanie urządzeń do pośred niej skali obliczeń kwantowych i uzupełnienie sprzętu kompila torami obsługującymi urządzenia dla pułapek jonowych. Projekt krzyżuje trzy kluczowe obszary: (i) rozwój pułapek jonowych, dążąc do segmentowanych pułapek jonowych o niskich szyb kościach ogrzewania; (ii) wydajna kompilacja algorytmów kwantowych do obwodów instrukcji niskiego poziomu dla segmentowanego przetwarzania informacji kwantowych, które umożliwiają bezproblemową integrację operacji przesuwania kubitów; (iii) rozwój skalowalnych, niskoszumnych obwodów elektronicznych do szybkiej pracy segmentowanych proceso rów informacji kwantowej z pułapkami jonami w temperaturze pokojowej i warunkach kriogenicznych. Opracowana technolo gia, mająca na uwadze długoterminową wizję osiągnięcia 1000 kubitów, będzie służyć jako platforma do rozwijania europejskiej ścieżki obliczeń kwantowych.

Słowa kluczowe

EN

cryogenic ASIC; quantum computers; ion trap

PL

kriogeniczne układy scalone; komputery kwantowe; pułapka jonowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 64, Nr 8
• Strony: 69--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 1 poz.

Twórcy

autor

Kasprowicz Grzegorz

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Siwiec Krzysztof

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Kasprowicz Dominik

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Wojciechowski Andrzej

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Borkowski Adam

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Pleskacz Witold

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Sowiński Mikołaj

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Przywózki Tomasz

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Kulik Paweł

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Poźniak Krzysztof

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Wawrzyniak Zbigniew

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] J. Stuart et al. Chip-Integrated Voltage Sources for Control of Trapped Ions, PHYSICAL REVIEW APPLIED 11, 024010 (2019).

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

2. This work was supported by by the National Centre for Research and Development of Poland grant NESTER (QUANTERAII/1/80/SIQCI/2022).