Kvanttitietokoneiden kehitys on ottanut viime vuosina suuria askeleita. Nyt Aalto-yliopisto ja kvanttitietokoneita kehittävä IQM Quantum Computers ovat kehittäneet ja julkaisseet ohjelmistotyökalun kvanttiprosessorien suunnitteluun.
Uusi KQCircuits-työkalu automatisoi suprajohtavien kvanttiprosessorien suunnittelun. Avoimen lähdekoodin ohjelmisto on kvanttitekniikan kehittäjien käytössä ilmaiseksi. Tavoitteena on vauhdittaa kvanttitietokoneiden rakentamista.
”Työkalun voi ohjelmoida tuottamaan esimerkiksi sellaisen sommitelman kubitteja kuin haluaa. Tämä nopeuttaa suunnittelua ja estää inhimillisten virheiden syntymistä, koska piirtämistä ei enää tarvitse tehdä käsin”, sanoo Aalto-yliopiston ja VTT:n professori Mikko Möttönen.
Ohjelmistotyökalu mahdollistaa myös alustan, jonka avulla kvanttisirun kehitys voidaan organisoida suunnittelusta ja simuloinnista valmistukseen. Työkalun ansiosta kvantti-insinöörit ja -fyysikot voivat suunnitella sirulle kvanttiprosessoreja nopeasti ja systemaattisesti.He voivat myös tarkistaa signaalin reitityksen ennen valmistusprosessin aloittamista ja näin välttyä kalliilta virheiltä.
”Näin voidaan varmistaa, että signaalilinja ei ole poikki, vaan se johtaa paikkaan, mihin on tarkoituskin”, Möttönen sanoo
Ohjelmistotyökalun kehittämisen aloitti IQM:n palvelupäällikkö Johannes Heinsoo, kun hän oli tutkijana Aallossa Möttösen ryhmässä.
”Olemme IQM:llä suunnitelleet ja kehittäneet kvanttiprosessoria ohjelmistotyökalun avulla. Haluamme tarjota sen koko kvanttitekniikan tutkimusyhteisön saataville avoimen lähdekoodin alustalla ja vauhdittaa näin innovaatioiden syntymistä”, sanoo Heinsoo.
Ohjelmistotyökalu on kehitetty Python-ohjelmointikielellä sähköpiirien piirto-ohjelmaksi. Sen avulla voidaan tuottaa ja muokata helposti pintoja kahdessa ulottuvuudessa, ja sen jälkeen ne voidaan laittaa useampaan kerrokseen.
”Työkalun avulla voidaan tehdä rakenneaihio, jota on helppo muutella; latoa siihen esimerkiksi haluttuja komponentteja, kuten kubitteja ja resonaattoreita”, Möttönen sanoo.
Ohjelmistotyökalussa on myös valmis mallikirjasto, jossa on erilaisia kvanttiprosessoreiden valmistuksessa käytettävien kalvojen ja varjostimien piirustuksia.
”Etsimme tutkimuspuolella aina yhteistyömahdollisuuksia ja tapoja suunnitella laadukkaita ja toisinnettavia kvanttiprosessoreja. Olemme iloisia siitä, että IQM jatkaa Aalto-yliopiston laboratorioissa aloitettua työtä. Toivomme muidenkin kvanttiyritysten ja -tutkijoiden hyödyntävän työkalua ja osallistuvan sen jatkokehittämiseen”, kertoo Möttönen.
