Az eddig kifejlesztett kvantumszámítógépek többsége egy 2D-s chipen elhelyezett qubitek sorozatából áll, amelyek közvetlenül számítják ki az információt. A klasszikus számítógépek ezzel szemben egy adatfeldolgozó processzorból és egy az információt tároló memóriából, állnak.
Az Université Paris-Saclay, a CNRS és a CEA kutatói nemrégiben fejeztek be egy tanulmányt, amelyben a hagyományos számítógépekhez hasonló felépítésű kvantumszámítógépek teljesítményét vizsgálták. A Physical Review Letters című folyóiratban közzétett eredményeik arra utalnak, hogy a kvantuminformáció tárolóegységek beépítése lehetővé teheti olyan eszközök létrehozását, amelyek processzorai lényegesen kevesebb qubitet tartalmaznak.
"A kvantumszámítógépeknél általában figyelembe vett architektúra abból áll, hogy az összes qubitet egy 2D-s chipre helyezik, és a számítást közvetlenül ezeken a qubiteken futtatják. A mi munkánkban ezt az elképzelést akartuk megkérdőjelezni, hogy az összes qubitet egyetlen processzoron helyezzük el, és egy másik, a klasszikus számítógépekhez közelebb álló architektúrát vizsgáltunk, ahol egy kis processzor egy memóriával van összekapcsolva" - mondta Élie Gouzien, a tanulmányt végző kutatók egyike a Phys.org-nak.
Hogy hatékonyan össze tudják hasonlítani architektúrájukat a már létező kvantumszámítógépes rendszerekkel, Gouzien és kollégái úgy döntöttek, hogy felmérik egy adott algoritmus futtatásának képességét. Konkrétabban azt értékelték, hogy az architektúrájuknak milyen erőforrásokra volt szüksége az adott algoritmus futtatásához, beleértve a hibajavítási többletköltséget is.
"Részletesen kidolgoztuk az algoritmus elemi kapukra való felbontását, és a vizsgált architektúrához igazítottuk. Figyelembe vettük a hibajavítás rezsiköltségét is. Ezt a két részt aztán összeraktuk, hogy kiértékeljük a faktorizációs algoritmus futtatásához szükséges fizikai erőforrásokat" - magyarázta a kutató.
Összességében Gouzien és kollégái megállapították, hogy egy memóriakomponens hozzáadásával drámaian csökkenthető a qubitek száma egy kvantumszámítógépes rendszer processzorán belül. Az általuk kidolgozott architektúrát úgy lehetne megvalósítani, hogy egy mikrohullámú interfészt helyeznek a szupravezető qubitekből álló processzor és egy multiplexelt memória közé.
