Een nieuw open access quantum computing-testbed van het Department of Energy is klaar voor het publiek. Wetenschappers van de Indiana University zijn onlangs het eerste team geworden dat het Quantum Scientific Computing Open User Testbed van Sandia National Laboratories is gaan gebruiken. of QSCOUT.

Quantumcomputers staan ​​op het punt om de komende decennia belangrijke technologische drijfveren te worden. Maar om daar te komen, wetenschappers moeten experimenteren met kwantummachines die relatief weinig universiteiten of bedrijven hebben. Nutsvoorzieningen, wetenschappers kunnen Sandia's QSCOUT gebruiken voor onderzoek dat bij hun thuisinstellingen misschien niet mogelijk is, zonder de kosten of beperkingen van het gebruik van een commercieel testbed.

"QSCOUT voorziet in een behoefte in de kwantumgemeenschap door gebruikers de controles te geven om de machine zelf te bestuderen, die nog niet beschikbaar zijn in commerciële kwantumcomputersystemen. Het bespaart theoretici en wetenschappers ook de moeite om hun eigen machines te bouwen. We hopen nieuwe inzichten te krijgen in kwantumprestaties en architectuur en problemen op te lossen die kwantumberekening vereisen, " zei Sandia-fysicus en QSCOUT-leider Susan Clark.

Ze zei dat het nieuwe testbed op drie manieren een zeldzame machine is:ten eerste, als een gratis, open-access testbed; tweede, als een gemaakt met ingesloten ionentechnologie; en ten derde, als een platform dat gebruikers een ongewone hoeveelheid controle geeft over hun onderzoek.

Vorige maand, Sandia begon het eerste gebruikersexperiment van het testbed uit te voeren voor wetenschappers van de Indiana University. Onderzoekers van IBM, Oak Ridge Nationaal Laboratorium, de Universiteit van New Mexico en de Universiteit van Californië, Berkeley, zijn ook geselecteerd om binnenkort met experimenten te beginnen. Hun projecten variëren van het testen van benchmarktechnieken tot het ontwikkelen van algoritmen die op een dag problemen in de chemie kunnen oplossen die te complex zijn voor normale computers.

Sandia vraagt ​​om voorstellen

Nutsvoorzieningen, Sandia maakt zich op voor meer onderzoeksvoorstellen. Iedereen kan een voorstel indienen om QSCOUT te gebruiken, en rekentijd is gratis dankzij financiering van het DOE Office of Science, Advanced Scientific Computing Research-programma. De volgende groep projecten wordt naar verwachting in het voorjaar geselecteerd.

Naast het bieden van een uitzonderlijke onderzoekskans, QSCOUT heeft een zeldzaam ontwerp voor een testbed. De meeste commerciële testbedden gebruiken technologie die supergeleidende circuits worden genoemd. Dergelijke machines moeten bij ultralage temperaturen worden bewaard, waardoor ze duur zijn om te bouwen en te exploiteren. Maar Sandia's testbed gebruikt in plaats daarvan een zogenaamde ionenval. Dit betekent dat Sandia's testbed bij warmere temperaturen kan draaien. Gevangen ionen geven ook duidelijkere signalen dan circuits en houden informatie langer vast, waardoor wetenschappers verschillende soorten experimenten kunnen uitvoeren en de twee platforms kunnen vergelijken.

Gevangen ionen worden in QSCOUT vastgehouden in een zogenaamde "trap op een chip, " een platte, vlinderdasvormig apparaat, ongeveer 2 cm (0,8 inch) lang, over een halfgeleiderchip heen gelegd. Drie elektrisch geladen atomen van het element ytterbium worden op hun plaats opgehangen door radiogolven en een elektrisch veld boven een haarlijnkanaal dat door het midden van het apparaat loopt. Lasers coderen informatie in elk ion als een qubit, vergelijkbaar met een bit in een conventionele computer, berekeningen uit te voeren.

Sandia is van plan het systeem de komende drie jaar uit te breiden van drie naar 32 qubits, zodat wetenschappers geavanceerdere tests kunnen uitvoeren.

QSCOUT is werkzaam bij Sandia's Microsystems Engineering, Wetenschap, en Applicaties complex, die ook micro-elektronica produceert voor de nucleaire voorraad van het land.