Eletrônica crítica na cadeia de suprimentos de tecnologia quântica

Durante o auge da pandemia de Covid-19, o termo “cadeia de abastecimento” é usado no vernáculo. Estava quase na moda conversar nas redes sociais sobre o trajeto até onde chegavam os azulejos externos ou as receitas médicas ou os painéis de luz do teto. As pessoas nas sociedades ocidentais estão a começar a reconhecer estas cadeias de abastecimento. Para algumas pessoas, o novo foco nas cadeias de abastecimento foi uma fonte de preocupação. Para outros, a nossa Terra foi transformada num planeta social mais excitante e interligado, que imaginamos coberto por cadeias móveis.

Eletrônica de Controle e Leitura

A figura mais chocante no Relatório Focus da GQI: Relatório Global Quantum Supply Chain

sua imagem, com a última coluna, de valores significativos, é quase inteiramente vermelha. Veja a ilustração a seguir. A coluna é Eletrônica de Controle e Leitura, que tem um valor de 4 a 5. Este valor significa que é o sistema que mais afeta a eficiência ou eficácia da plataforma quântica. Há uma grande probabilidade de que outros métodos, se houver, não ofereçam o mesmo desempenho. Ao contrário dos valores críticos do Hélio-3, que afetam principalmente os campos de computação quântica de supercondução e spin de silício, o Sistema Eletrônico de Controle e Acesso de Leitura tem um valor de pico crítico para quase todos os campos de computação quântica.

Esses elementos são essenciais para converter estados quânticos em informações funcionais. O hardware Control Logic aciona os sinais do plano de controle. Os sinais do plano de controle incluem protocolos complexos para suprimir erros durante a medição e operação do portão, bem como calibração inicial e contínua do sistema para melhor controle dos qubits.

• Em particular, a Eletrônica de Controle e Leitura inclui:Eletrônica de Controle e Leitura (Lógica de Controle – hardware)
  • :
  • Conectores e Cabos: Estabeleça conexões entre vários componentes quânticos.
  • Conversores Analógico-Digital (ADCs): Convertem sinais analógicos de sistemas quânticos em digitais.
  • Conversores digital para analógico (DACs): Geram sinais de controle para sistemas quânticos.
  • Blocos de E/S: permitem a comunicação entre diferentes componentes do sistema.
  • Blocos Lógicos: Implementam a lógica digital necessária para operações quânticas.
  • FPGAs e ASICs: fornecem controle em tempo real para sistemas quânticos.
  • Microcontroladores: Gerenciam a operação de todo o sistema em um ambiente quântico.
  • Memória Configurável: Armazene configurações operacionais para sistemas quânticos.

: Razão de valor total para cada campo quântico de um grupo de componentes: Eletrônica de controle e leitura. Do GQI: Relatório da Cadeia de Abastecimento Global

onde se pode selecionar diferentes componentes de um dispositivo de tecnologia quântica e estudar os estados adquiridos pelos componentes. Veja a ilustração a seguir. Para Eletrônica de Controle e Leitura, os países das empresas adquiridas são EUA (18,8%), Alemanha (2,7%), Reino Unido (2,2%), Japão (2,0%), China (1,1%), França (0,1%), O Suíça (0,4%), Finlândia (0,4%), S. Coreia (0,7%), Lituânia (0,1%), Canadá (0,1%). Veja a ilustração a seguir.

Ilustração . Da Cadeia de Fornecimento Global do Quantum Tech Playbook da GQI, onde podemos ver as contribuições do país para cada parte do dispositivo de tecnologia quântica. Escolhemos Eletrônica de Controle e Leitura.

Do Relatório Focus da GQI: Global Quantum Supply Chain:

Esta análise crítica não só enfatiza a natureza crítica destes grupos de componentes, mas também pinta um quadro rico das interdependências e capacidades dentro do ecossistema da tecnologia quântica. Destaca onde o foco e os recursos devem ser direcionados para fortalecer os aspectos mais importantes da

infraestrutura quântica, que garante inovação e desempenho contínuos das plataformas quânticas.

Desenvolvimento de Novos Controles Eletrônicos

O Advanced Quantum Testbed (AQT) do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley fornece design eletrônico de controle quântico de código aberto para processadores de informação quântica supercondutores, com o objetivo de se beneficiar de iniciativas públicas.

O Quantum System Hub (QHub), um novo gadget da Zurich Instruments, tem como objetivo ajudar os engenheiros a ampliar seus processadores quânticos para tamanhos de até 300 qubits supercondutores. Possui até 56 portas Zsync, que podem ser usadas para sincronizar 448 canais de microondas conectando e coordenando operações com outros dispositivos da Zurich Instrument, como SHFQA (Quantum Analyzer), SHFQC (Qubit Controller), SHFSG (Signal Generator), ou HDAWG (gerador de forma de onda arbitrária). A Star Architecture é essencial para esta tecnologia.

Como uma parte muito importante da tecnologia quântica, não é surpreendente que mais de 100 mil patentes visem estabelecer uma parte significativa de cada dispositivo quântico.

O investimento de US$ 26 milhões na Qblox, em junho passado, confirma a importância da Control and Readout Electronics e da Qblox de Delft, pioneira nesta área. Finalmente, se um recém-chegado ao campo da tecnologia quântica estiver interessado em saber quais subcampos são mais lucrativos, a crítica também fornece uma indicação.

O Manual da Cadeia de Fornecimento de Hardware da GQI usa o princípio de auditoria para rastrear cenários hipotéticos, com feedback rápido para saber onde e quantos componentes de tecnologia humana são necessários na cadeia de fornecimento. Relatório GQI Focus: A Global Quantum Supply Chain fornece um estudo aprofundado exclusivo de 50 páginas sobre os componentes da cadeia de fornecimento de tecnologia quântica e sua importância crítica.