Microwave Technology for Quantum Processors

La tecnologia de microones és un aspecte essencial en la construcció i operació dels ordinadors quàntics. Els ordinadors quàntics tenen el potencial de revolucionar molts camps proporcionant millores exponencials en la potència i eficiència computacional. En aquesta tesi doctoral, l'autor discuteix el desenvolupament i validació d'interfícies criogèniques de microones, com ara cables coaxials superconductors i encapsulats compatibles a freqüències de microones, així com el disseny de xips d'unitat de processador quàntic (QPU), incloent prototips d'un sol qubit i múltiples qubits. A més, la tesi cobreix el disseny del sistema d'ordinadors quàntics i interconnexions, i el desenvolupament d'electrònica, mecànica i solucions de programari per a la lectura d'alta freqüència del processador quàntic. L'autor també presenta un estudi de cas sobre la integració d'aquests xips QPU en un prototip d'ordinador quàntic funcional i discuteix els resultats de les proves realitzades en aquest prototip. El prototip va poder demostrar amb èxit un temps de decaïment i fidelitat de lectura acceptables, un requisit crític per a l'operació d'un ordinador quàntic escalable. L'autor també discuteix les possibles aplicacions futures dels ordinadors quàntics i els desafiaments que s'han de superar per a la seva adopció generalitzada. La tecnología de microondas es un aspecto esencial en la construcción y operación de las computadoras cuánticas. Las computadoras cuánticas tienen el potencial de revolucionar muchos campos al proporcionar mejoras exponenciales en la potencia y eficiencia computacional. En esta tesis doctoral, el autor discute el desarrollo y validación de interfaces criogénicas de microondas, como cables coaxiales superconductores y encapsulados compatibles a frecuencias de microondas, así como el diseño de chips de procesador cuántico (QPU), incluyendo prototipos de un solo qubit y múltiples qubits. Además, la tesis cubre el diseño del sistema de computadora cuántica e interconexiones, y el desarrollo de soluciones electrónicas, mecánicas y de software para la lectura de alta frecuencia del procesador cuántico. El autor también presenta un estudio de caso sobre la integración de estos chips QPU en un prototipo de ordenador cuántico funcional y discute los resultados de las pruebas realizadas en este prototipo. El prototipo pudo demostrar con éxito un tiempo de decaimiento y fidelidad de lectura aceptables, un requisito crítico para la operación de una computadora cuán