About / Advertise 
I kvantdatorer finns det förstärkare som läser av kvantbitarnas signaler. Nu har forskare från Chalmers tillsammans med Göteborgsföretaget Low Noise Factory tagit fram en förstärkare som bara förbrukar en tiondel av effekten hos dagens bästa förstärkare vilket banar väg för kraftfullare kvantdatorer med många fler kvantbitar och högre prestanda.
För att omvandla kvantbitar till tolkningsbar information behövs oerhört känsliga mikrovågsförstärkare som ser till att de svaga signalerna kan uppfattas och läsas av på rätt sätt. Minsta temperaturskillnad, brus eller elektromagnetisk störning får kvantbitarna att tappa sina kvanttillstånd – och därmed även möjligheten att använda kvantinformationen.
Till skillnad från andra lågbrusförstärkare är Chalmersforskarnas nya förstärkare pulsstyrd; den aktiveras bara när den behövs. Den förbrukar bara en tiondel av den effekt som dagens bästa förstärkare kräver och avger därmed mindre värme vilket innebär minskad störning av de känsliga kvantbitarna.
– Det här är första gången det har gått att visa att lågbrusiga halvledarförstärkare för kvantutläsning kan användas i pulsat tillstånd med bevarad känslighet och drastiskt minskad effektförbrukning jämfört med dagens teknik, säger Jan Grahn.
Han är professor i mikrovågselektronik vid Chalmers.
Eftersom signalerna med kvantinformation levereras i pulser har en viktig utmaning i arbetet handlat om att få förstärkaren att aktiveras så snabbt som möjligt för att hinna med avläsningen av kvantbitarna. Chalmersforskarna löste problemet genom att skapa en smart förstärkardesign med en algoritm som förbättrar styrningen av förstärkaren. För att verifiera metoden utvecklade forskarna även en ny mätteknik för brus och förstärkning av pulsstyrda mikrovågsförstärkare.
– Vi använde oss av så kallad genetisk programmering för att styra förstärkaren smart. Det innebar att den svarade mycket snabbare, på enbart 35 nanosekunder, vid inkommande kvantbitspuls, säger Yin Zeng.
Han är forskarstuderande inom terahertz och millimetervågsteknik vid Chalmers och förstaförfattare till studien publicerad i den vetenskapliga tidskriften IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.
Foto: Chalmers tekniska högskola | Yin Zeng | Maurizio Toselli
