క్వాంటం కంప్యూటింగ్లో వైరింగ్ సమస్య
ఉపయోగకరమైన క్వాంటం కంప్యూటర్ను నిర్మించడానికి వందల లేదా వేల కిউబిట్లను వాటిని నిర్వహించే నియంత్రణ ఎలక్ట్రానిక్లకు కనెక్ట్ చేయాలి. సాంప్రదాయిక సూపర్కండక్టింగ్ క్వాంటం ప్రసెసర్లో ప్రతి క్యూబిట్ యొక్క నిర్దిష్ట మైక్రోవేవ్ నియంత్రణ లైన్ల సమితి మరియు రీడౌట్ కనెక్షన్లు అవసరం, గది-ఉష్ణోగ్రత ఎలక్ట్రానిక్ల నుండి జాగ్రత్తగా రూపొందించిన క్రయోజెనిక్ దశల ద్వారా పరిసంచారం మరియు సంపూర్ణ సున్నాకు దగ్గరగా ఉండే ప్రసెసర్లో చేరుకుంటుంది. క్యూబిట్ సంఖ్యలు పెరిగేకొద్దీ, ఈ వైరింగ్ అవసరం క్వాంటం కంప్యూటర్ల కంటే ఉత్తమ కోసం స్థూల పరిమాణానికి చేరుకోవటానికి ముందు భౌతికంగా నిర్వహించలేనిదిగా చేయటానికి బెదిరిస్తుంది.
ఒక గবేషణ బృందం ఇప్పుడు సూపర్కండక్టింగ్ క్వాంటం ప్రసెసర్ నాటకీయంగా తక్కువ భౌతిక సంబంధాలతో పూర్ణ గణన పనితీరుని కొనసాగించగలదని ప్రదర్శించింది, నియంత్రణ సంకేతాలను ఉమ్మడి వైరింగ్ చానెల్లలో మల్టిప్లెక్స్ చేసే విధానాన్ని ఉపయోగిస్తూ. ఈ ప్రదర్శన ఫీల్డ్ యొక్క చాలా కూడా స్కేలింగ్ సవాళ్ల మధ్య ఒకటిని సంధిస్తుంది, వైర్ సంఖ్య సরఖీయ నిష్పత్తికి కంటే ఉప-సరఖీయంగా పెరిగే ఆర్కిటెక్చర్ల వైపు సూచిస్తుంది.
మల్టిప్లెక్సింగ్ విధానం
ఈ పద్ధతి ఫ్రీక్వెన్సీ-డివిజన్ మల్టిప్లెక్సింగ్ను ఉపయోగించి ఒకే భౌతిక తీగ ద్వారా బహుళ కిউబిట్ల కోసం నియంత్రణ సంకేతాలను రూట్ చేయడానికి. ప్రతి క్యూబిట్ దాని నియంత్రణ సంకేతాల కోసం ఒక ప్రత్యేక ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్కు కేటాయించబడుతుంది, క్రయోజెనిక్ హార్డ్వేర్ను ప్రత్యేక ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవటం ద్వారా వ్యక్తిగత కిউబిట్లను సంబోధించడానికి అనుమతిస్తుంది, సంకేతాలను నిబద్ధ వ్యక్తిగత సంబంధాల ద్వారా రూట్ చేయటానికి బదులుగా.
సాంకేతిక సవాలు క్వాంటం గేట్ కార్యకలాపాల విశ్వసనీయతను కొనసాగించడం - ప్రసెసర్ గణనలను సম్పాదించే ఖచ్చితత్వం - వేర్వేరు కిూబిట్ల కోసం నియంత్రణ సంకేతాలు ఒకే భౌతిక చానెల్ పంచుకున్నప్పుడు. ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ల మధ్య క్రాస్టాక్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ-నిర్వాచక హార్డ్వేర్లో అసంపూర్ణతలు కిూబిట్ సమన్వయం యొక్క నిమ్నీకరణను కలిగిస్తాయి. గవేషణ బృందం ఈ ప్రకటన-మూలాలను ఉమ్మడి వైరింగ్ ఆర్కిటెక్చర్ ఆధారంగా పూర్ణ-విశ్వసనీయ ఆపరేషన్ను అనుమతించే స్థాయిలకు నియంత్రించవచ్చని ప్రదర్శించింది.
క్వాంటం స్కేలింగ్ కోసం ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది
వైరింగ్ సవాలు కేవలం ఇంజనీరింగ్ సౌకర్యం కాదు. సంపూర్ణ సున్నా కు దగ్గరగా ఉండే ఉష్ణోగ్రతలను నిర్వహించటానికి ఉపయోగించిన క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణ వ్యవస్థలు భౌతికంగా వాటి వివిధ ఉష్ణోగ్రత దశల నుండి నిర్దిష్ట సంఖ్యలో వైరింగ్ కనెక్షన్ల ద్వారా సరిపోవచ్చు. IBM, Google మరియు ఇతర క్వాంటం కంప్యూటింగ్ నాయకులు ఈ ఆటపాటానికి ఉనికిపై స్పష్టంగా ఉన్నారు ఈ అడ్డంకి వర్తమాన హార్డ్వేర్ ఆర్కిటెక్చర్లలో కిూబిట్ సంఖ్యలను ఎంత త్వరితంగా స్కేల్ చేయవచ్చు అనేది మూల పరిమితిని సూచిస్తుంది.
భౌతిక సংబంధ గణనీయ కారకం ద్వారా తగ్గించే ఒక మల్టిప్లెక్స్ వైరింగ్ విధానం ఆవర్తన శీతలీకరణ హార్డ్వేర్ అనుపాతానికి ఎక్కువ కిూబిట్లను సపోర్ట్ చేయటానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ సాంకేతికత వస్కృత చేస్తుండటనుకుంటూ పదేపదే ఈ అనువర్తనం, ఔషధ ఆవిష్కరణ, పదార్థ సిమ్యులేషన మరియు సంకేతలిపిసంబంధితమైన గణనల కోసం అవసరమైన పరిమాణానికి చేరుకోవటానికి కిూవాంటం ప్రసెసర్ల నిర్ణయకరమైన వేగాన్ని గణనీయంగా వేగవంతం చేయవచ్చు.
సంబంధిత సమస్యలు మరియు ముందుకు చేయిన కదలిక
మల్టిప్లెక్స్ వైరింగ్ విధానం ఇతర స్కేలింగ్ సాంకేతికతలకు పూరక: క్వాంటం ప్రకటన సంపరిమాణీకరణ, దీర్ఘ సమన్వయ సమయాల కోసం మెరుగుపర్చిన కిూబిట్ తయారీ మరియు సమాచారం కదలిక ఓవర్హెడ్ తగ్గించే కొత్త ప్రసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్లు. వైర్ అడ్డంకిని ఈ పదక్షేపణ సమానంగా పరిష్కరించటం అంటే స్కేలింగ్ పరిమితులు ఏకకాలంలో బహుళ కోణాల నుండి విమర్శించబడుతున్నాయని అర్థం.
పరిశోధన సమాజం ఇంజనీరింగ్ సమస్యలపై గుర్తించదగ్గ పురోగతిని చేయటం క్వాంటం పని ప్రదర్శన లక్షణాలను త్యాగం చేయకుండా ఫీల్డ్ పక్కవాటిలో ముఖ్యమైన సూచిక. ప్రారంభ క్వాంటం ప్రసెసర్లు ఆలోచన ఎందుకంటేట్గా ఖచ్చితంగా సరిపడినవి కానీ వ్యుత్పత్తి యుక్త పరిమితిని ఆచరణీయ పరిమితుల సాపేక్షంగా. వాస్తవ-ప్రపంచ విస్తరణకు బিందువు నుండి ఐతిహ్యాన్ని ప్రయోగశాల సందర్భంగా ఎన్నటికీ విభక్త చేస్తుంది కిూవాంటం లక్ష్యాలను సంరక్షించటం ఇంజనీరింగ్ సమస్యల సరిదిద్దేందుకు - ఈ వైర్ బ్రేక్థ్రూ ఆ దిశకు ఆర్థవంతమైన స్టెప్ ప్రతిনిధిస్తుంది.
ఈ వ్యాసం Phys.org ద్వారా రిపోర్టింగ్ ఆధారంగా ఉంది. అసలు కథనాన్ని చదవండి.
