Projekt kriogenicznego układu scalonego dla następnej generacji komputerów kwantowych

DESIGN OF A CRYOGENIC INTEGRATED CIRCUIT FOR NEXT-GENERATION QUANTUM COMPUTERS

nr katalogowy: 145081
10.15199/13.2023.8.13

Streszczenie
W tym projekcie proponujemy opracowanie urządzeń do pośredniej skali obliczeń kwantowych i uzupełnienie sprzętu kompilatorami obsługującymi urządzenia dla pułapek jonowych. Projekt krzyżuje trzy kluczowe obszary: (i) rozwój pułapek jonowych, dążąc do segmentowanych pułapek jonowych o niskich szybkościach ogrzewania; (ii) wydajna kompilacja algorytmów kwantowych do obwodów instrukcji niskiego poziomu dla segmentowanego przetwarzania informacji kwantowych, które umożliwiają bezproblemową integrację operacji przesuwania kubitów; (iii) rozwój skalowalnych, niskoszumnych obwodów elektronicznych do szybkiej pracy segmentowanych procesorów informacji kwantowej z pułapkami jonami w temperaturze pokojowej i warunkach kriogenicznych. Opracowana technologia, mająca na uwadze długoterminową wizję osiągnięcia 1000 kubitów, będzie służyć jako platforma do rozwijania europejskiej ścieżki obliczeń kwantowych.

Abstract
In this project, we propose to develop intermediate-scale quantum computation devices and complement the hardware with device-aware compilers for the trapped-ion platform. The project cross-fertilizes three critical areas: (i) ion-trap development, pushing towards segmented ion traps with low heating rates; (ii) efficient compilation of quantum algorithms into low-level instruction circuits for segmented quantum information processing that enable seamless integration of qubit shuttling operations; (iii) scalable, low-noise electronic circuits development for fast operation of segmented ion-trap quantum information processors at room temperature and cryogenic conditions. Developed with the long-term vision of pushing towards 1000 qubits, the realised technology will serve as a platform to drive the European quantum computation roadmap

Grzegorz Kasprowicz
Krzysztof Siwiec
Dominik Kasprowicz
Andrzej Wojciechowski
Adam Borkowski
Witold Pleskacz
Mikołaj Sowiński
Tomasz Przywózki
Paweł Kulik
Krzysztof Poźniak
Zbigniew Wawrzyniak