Evaluación del rendimiento criogénico de microinterruptores electromecánicos comerciales SP4T para aplicaciones de...

Área de la Ciencia:

• Computación Cuántica
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Eléctrica

Sus antecedentes:

• Las computadoras cuánticas superconductoras ofrecen escalabilidad pero enfrentan cuellos de botella en la interconexión.
• Los multiplexores criogénicos son cruciales para minimizar el cableado en sistemas cuánticos.
• Se están explorando los interruptores microelectromecánicos (MEMS) para aplicaciones criogénicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad de los interruptores MEMS comerciales para multiplexores criogénicos en la computación cuántica a gran escala.
• Evaluar las características de CC y RF de los interruptores MEMS a temperaturas criogénicas (<10 K).
• Demostrar la operación estable y las capacidades lógicas de los interruptores MEMS en un contexto de computación cuántica.

Principales métodos:

• Se utilizaron simulaciones de elementos finitos y mediciones experimentales para evaluar el rendimiento de los interruptores MEMS.
• Se evaluaron las características de CC y RF a temperaturas criogénicas (<10 K).
• Se desarrolló una forma de onda de pulso de puerta diseñada para mitigar los problemas de rebote de la viga.

Principales resultados:

• Los interruptores MEMS demostraron una resistencia de encendido mejorada y un voltaje de operación más bajo a temperaturas criogénicas.
• Se logró un rendimiento de RF superior y una operación dinámica estable que superó los 100 millones de ciclos.
• Demostración exitosa de conmutación unipolar de cuatro vías (SP4T) y operaciones lógicas NAND/NOR a temperaturas criogénicas.

Conclusiones:

• Los interruptores MEMS comerciales son una solución viable para multiplexores criogénicos en la computación cuántica a gran escala.
• La forma de onda de pulso de puerta desarrollada garantiza una operación dinámica estable en condiciones de vacío cuasi.
• Los interruptores MEMS muestran un potencial significativo para avanzar en el desarrollo de sistemas prácticos de computación cuántica.