Центр квантових обчислень RIKEN спільно з Вищою інженерною школою Токійського університету розробили адіабатичні логічні елементи на надпровідниках, призначені для використання в керуючих процесорах всередині кріостатів квантових комп’ютерів. Робота важлива тим, що дозволяє зменшити теплове навантаження на кубіти під час інтеграції класичної логіки в холодне оточення.
Розробку виконано в архітектурі Adiabatic Quantum-Flux-Parametron (AQFP). Логічні елементи базуються на джозефсонівських переходах на основі ніобію, які забезпечують адіабатичний режим роботи надпровідної циркуляції потоку для представлення та обробки бітової інформації.
Технічні параметри пристрою включають тактову частоту 25 ГГц та розсіювання енергії на рівні 1,4 × 10^−21 Дж (1,4 зептоджоуля) на одну бітову операцію. Це значення енерговитрат приблизно на шість порядків менше порівняно з найпередовішими напівпровідниковими КМОН-процесорами.
За рахунок такого низького енергоспоживання схема придатна для побудови масштабованих керуючих процесорів, які можна безпосередньо монтувати всередині кріостатів квантових комп’ютерів. Це дозволяє уникнути критичного теплового навантаження на кубіти при інтеграції класичної електроніки в холодне середовище.
Розвиток надпровідної логіки доповнює інші підходи до масштабування квантових систем, зокрема топологічну архітектуру квантового чипа Majorana 1 — цікаву статтю з архіву про перспективні обчислювальні платформи.