Companiile și cercetătorii din domeniul tehnologiei cuantice explorează noi soluții pentru a facilita controlul și scalabilitatea calculului cuantic. O astfel de inovație propune utilizarea tranzistorilor superconductori, capabili să funcționeze în condiții criogenice, reducând astfel dependența de electronica convențională, greu de gestionat în mediul extrem de rece al sistemelor cuantice.
Problema temperaturii extreme în dezvoltarea computerelor cuantice
Qubiții folosiți în anumite computere cuantice trebuie păstrați la temperaturi apropiate de zero absolut pentru a-și menține proprietățile necesare calculelor. Aceasta impune utilizarea instalațiilor criogenice.
Tranzistorii tradiționali din silicon nu funcționează eficient în aceste condiții. În plus, electronica de control trebuie amplasată în afara mediului criogenic, ceea ce complică infrastructura.
Această situație duce la creșterea numărului de cabluri și conexiuni între electronica de control și qubiți. Pe măsură ce numărul de qubiți crește, infrastructura necesară pentru conectarea lor devine tot mai dificil de gestionat.
Propunerea tranzistorilor superconductori
S-Transistors propune o soluție prin utilizarea unor tranzistori superconductori concepuți pentru funcționarea la temperaturi apropiate de zero absolut.
Acești tranzistori se bazează pe joncțiuni Josephson, elemente deja folosite în domeniul calculului cuantic și în unele tipuri de qubiți.
Un transistor Josephson poate rămâne superconductiv și poate fi temporar nesuperconductiv dacă i se aplică un curent suficient de mare. În această stare, apare un impuls de tensiune detectabil și utilizabil în circuitele electronice.
Aceasta permite realizarea unor circuite de control capabile să funcționeze în mediul criogenic. În loc ca toate conexiunile să fie transportate în exteriorul criostatului, operațiunile de control pot fi realizate direct lângă qubiți.
Tranzistorii JJFET, o componentă esențială
Conceptul include și utilizarea tranzistorilor cu efect de câmp bazate pe joncțiuni Josephson, denumiți JJFET.
Aceste structuri au fost descrise într-o lucrare publicată în 2025 de Yusheng Xiong și colaboratorii săi.
Astfel, combinația între joncțiuni Josephson și tranzistorii JJFET oferă o posibilitate tehnologică pentru controlul integrat în mediul criogenic, reducând complexitatea infrastructurii.
