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चिप कूलिंग क्वांटम स्केलेबिलिटी को बढ़ाती है
नई फोटोनिक-चिप कूलिंग फंसे हुए आयन तापमान को कम करती है, स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटिंग को आगे बढ़ाती है।एमआईटी इंजीनियरों ने फोटोनिक चिप्स में निर्मित एक नई कूलिंग तकनीक का अनावरण किया है जो कूलिंग गति, दक्षता और स्केलेबिलिटी में सुधार करके ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटिंग को काफी आगे बढ़ा सकती है, जो व्यावहारिक क्वांटम सिस्टम के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा है।
कई क्वांटम कंप्यूटरों के केंद्र में आयन होते हैं जिन्हें प्रकाश के साथ संचालित किया जाता है।कंपन-प्रेरित त्रुटियों को दबाने के लिए इन क्वैबिट को पूर्ण शून्य के करीब ठंडा किया जाना चाहिए।पारंपरिक सेटअप आयनों को ठंडा करने के लिए भारी बाहरी लेजर और ऑप्टिक्स का उपयोग करते हैं, जिससे यह सीमित हो जाता है कि ये सिस्टम कितने कॉम्पैक्ट और स्केलेबल बन सकते हैं।
एमआईटी लिंकन प्रयोगशाला के साथ काम करने वाली एमआईटी टीम ने शीतलन तंत्र को सीधे एक फोटोनिक चिप पर एकीकृत करके इस प्रक्रिया की फिर से कल्पना की है।चिप में छोटे, सटीक-इंजीनियर्ड एंटेना को शामिल करके, जो प्रकाश की प्रतिच्छेदी किरणों का उत्सर्जन करते हैं, शोधकर्ता एक ध्रुवीकरण-ढाल शीतलन क्षेत्र बनाते हैं।यह चतुर व्यवस्था तेजी से फंसे हुए आयनों से गतिज ऊर्जा को हटाती है, उन्हें मानक लेजर-कूलिंग सीमा से लगभग दस गुना कम तापमान पर ठंडा करती है, और लगभग 100 माइक्रोसेकंड में ऐसा करती है, जो पहले के तरीकों की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार है।
महत्वपूर्ण रूप से, यह एकीकृत विधि जटिल बाहरी प्रकाशिकी और भारी क्रायोस्टेट खिड़कियों की आवश्यकता को समाप्त कर देती है, जिससे समानांतर में काम करने वाली हजारों कूलिंग साइटों के साथ चिप आर्किटेक्चर का द्वार खुल जाता है।व्यावहारिक रूप से, इसका मतलब है कि क्वांटम प्रोसेसर नियंत्रण प्रणालियों को कॉम्पैक्ट और स्थिर रखते हुए कई और क्यूबिट तक स्केल कर सकते हैं।
नवाचार एकीकृत फोटोनिक्स रूटिंग और एक ही चिप पर प्रकाश में हेरफेर करने पर निर्भर करता है जो आयनों को फंसाता है जो प्रकाश पैटर्न को स्थिर करता है और कंपन से बचाता है जो बाहरी ऑप्टिकल सेटअप को प्रभावित कर सकता है।एंटेना और वेवगाइड को आयन जाल में स्थिर, सावधानीपूर्वक ध्रुवीकृत प्रकाश पहुंचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे शीतलन गतिशीलता पर अधिक सटीक नियंत्रण सक्षम हो सके।
जबकि वर्तमान प्रदर्शन अवधारणा का प्रारंभिक प्रमाण है, शोधकर्ता इसे स्केलेबल चिप-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में देखते हैं।भविष्य के काम में एक साथ कई आयनों को ठंडा करने और अधिक जटिल संचालन का समर्थन करने के लिए चिप आर्किटेक्चर को परिष्कृत करने का पता लगाया जाएगा।यह प्रगति क्वांटम कंप्यूटिंग को भारी प्रयोगशाला प्रणालियों से कॉम्पैक्ट, इलेक्ट्रॉनिक्स-अनुकूल प्लेटफार्मों की ओर ले जाने के व्यापक उद्योग प्रयासों को दर्शाती है जो उच्च निष्ठा के साथ बड़ी क्वबिट गणना को संभालने में सक्षम हैं।