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量子コンピューティングは非常に複雑なテクノロジーであり、多くの技術的障害がその開発を妨げています。これらの課題の中で、小型化と量子ビットの品質という 2 つの重要な問題が際立っています。 IBMは、2023年までに1,121量子ビットのプロセッサーに到達するという超伝導量子ビットのロードマップを採用し、今日の量子ビットのフォームファクターで1,000量子ビットが可能であることを期待しています。しかし、現在のアプローチでは、小さなウェーハ規模の非常に大きなチップ (一辺が 50 ミリメートル以上)、またはマルチチップ モジュールでのチップレットの使用が必要になります。このアプローチは機能しますが、目的は、スケーラビリティへのより良い道を達成することです。 現在、MIT の研究者は、隣接する量子ビット間の干渉を最小限に抑える方法で量子ビットのサイズを縮小することができました。 MITの研究者らは、単一デバイス上で組み合わせることができる超伝導量子ビットの数を100倍に増やした。 「私たちは量子ビットの小型化と品質の両方に取り組んでいます」とMIT量子工学センター所長のウィリアム・オリバー氏は語った。 「実際に数だけが重要となる従来のトランジスタのスケーリングとは異なり、量子ビットの場合、数が大きいだけでは十分ではなく、より高いパフォーマンスも必要です。量子ビット数のパフォーマンスを犠牲にすることは、量子コンピューティングにおいて有用なトレードオフではありません。それらは両立する必要があります。」 この量子ビット密度の大幅な増加と干渉の低減の鍵は、二次元材料、特に二次元絶縁体六方晶窒化ホウ素 (hBN) の使用にあります。 MITの研究者らは、hBNの原子単層をいくつか積層して、超伝導量子ビットのコンデンサーに絶縁体を形成できることを実証した。 他のコンデンサと同様に、これらの超電導回路のコンデンサは、2 枚の金属板の間に絶縁体材料が挟まれたサンドイッチ構造の形をしています。これらのコンデンサの大きな違いは、超電導回路が絶対零度 (摂氏…