Некоторые компоненты квантовых компьютеров должны обнуляться между замедляющими вычислениями операциями. Квантовые компьютеры могли бы работать быстрее, если бы содержали крошечные квантовые холодильники.

Единицей измерения информации в квантовом компьютере является кубит (сочетание слов квантовый бит). Их нужно сбрасывать в специальное состояние при переходе от одной задачи к другой. Эта процедура требует много времени.

Теруаки Йосиока из Токийского университета науки говорит, что медленное время сброса может стать настоящим узким местом вычислений, особенно если он медленнее скорости работы квантового компьютера.

Он и его коллеги изобрели способ сократить этот процесс перезагрузки кубитов, используя наноразмерный холодильник по квантовой схеме.

Когда кубит находился в состоянии, которое было слишком энергичным для выполнения вычислений, он мог передать часть своей энергии в резонатор, который превратил бы ее в частицу света. Затем эта частица была захвачена электроном в QCR, таким образом, забирая энергию из резонатора и кубита, фактически делая последний более холодным и готовым к использованию. Подобные прошлые эксперименты имели время сброса, близкое к 300 наносекундам, но метод QCR сократил их примерно на 100 наносекунд.

Микко Мьоттенен из Университета Аалто в Финляндии говорит, что квантовые компьютеры нужно хранить в специальных холодильниках, поскольку в тепле они совершают больше ошибок.Добавление крошечных холодильников, похожих на QCR, непосредственно на их микросхемы может снизить некоторые трудности, связанные с созданием этих больших охлаждающих устройств.

Однако исследователи все еще должны более точно сравнить новый метод с другими механизмами сброса кубитов, а также проверить его с самыми современными кубитами, говорит Луиджи Фрунцио из Йельского университета.

Команда Йосиоки уже работает над оптимизацией своего эксперимента, чтобы сделать сброс кубитов еще быстрее. И они хотят проверить, могут ли они сбросить несколько кубитов одновременно, говорит Шуджи Накамура из Национального института передовых промышленных наук и технологий в Японии, работавшего над проектом.

Это важно, поскольку сегодня лучшие квантовые компьютеры используют от десятков до сотен кубитов – и не все они сделаны одинаково.