MareNostrum

Computador cuántico del BSC

CAPILLA

El Barcelona Supercomputing Center acoge su primer ordenador cuántico que, con tecnología 100% europea, llevará a España hacia una nueva era de la computación.

ZONA DIGITAL

ZONA CUÁNTICA

Cómo funciona un ordenador cuántico

SALA TÉCNICA DIGITAL

ENTRADA

SALA TÉCNICA CUÁNTICA

VERSIÓN PDF

Cómo funciona un ordenador cuántico

Los usuarios acceden a través de un nodo de entrada

Escudo antirradiación

Sistema de control de gases

Rack control cúbits

Ordenador clásico

Datos binarios

Cada una de estas ondas viaja a través de un cableado especial de material superconductor

Controla el sistema y procesa los resultados

PROCESADOR CUÁNTICO

VERSIÓN PDF

Cómo está instalado

La configuración de este primer ordenador cuántico del BSC incluye varios componentes que se comunican entre sí: el procesador cuántico, un sistema de refrigeración con helio y ordenadores convencionales para controlar todos los procesos.

Tubo de helio

Cable de control

Cable de control

SALA TÉCNICA CUÁNTICA

ZONA CUÁNTICA

VERSIÓN PDF

Un chip en uno de los puntos más fríos del universo

Encerrado y protegido del "ruido" exterior, en la parte inferior del criostato se encuentra el procesador cuántico. Para que se realicen correctamente los cálculos, la temperatura desciende hasta los –273ºC.

Escudo antirradiación

Procesador

VERSIÓN PDF

Sistema de control del Helio

Para que todo funcione correctamente, es crucial que el procesamiento de cúbits se haga a una temperatura extremadamente baja.  El GHS (Gas Handeling System) controla la circulación de helio para refrigerar el ordenador cuántico, además de crear vacío en su interior.

298 K 25ºC Temperatura ambiente

50 K -233ºC

El refrigerador de dilución Tiene un funcionamiento similar al de una nevera doméstica, pero emplea helio licuado para enfriar a temperaturas cercanas al cero absoluto. La mayoría de los componentes mostrados aquí son los encargados de mover el gas y absorberlo dentro del criostato.

4K -269ºC

0.8 K -272ºC

50 mK -273ºC

10 mk -273,15ºC Uno de los puntos más fríos del universo

Procesador cuántico Es el componente que contiene los cúbits, que son unidades de información cuántica. Los pulsos de microondas cambian su estado para realizar cálculos y operaciones lógicas. Al finalizar, los resultadosse traducen en bits clásicos (unos y ceros) para ser interpretados.

Transmon cúbit En su interior, un circuito superconductor representa cada uno de los cúbits.

J (unión de Josephson) C (condensador)

Microondas

3HE-4HE

‘Strip lines’ Los cables exteriores se transforman en estas tiras diseñadas para transmitir las señales al chip en el interior del criostato.

Unidad de dilución Circula la mezcla de Helio 4 y Helio 3.

Tanque de nitrógeno líquido

Consola Criostato

Rack control

Compresores de helio

Sistema de control de los gases (GHS)

Consola Criostato

Rack control

Tanque de nitrógeno líquido

SALA CUÁNTICA

Criostato

Sistema de control de los gases (GHS)

SALA TÉCNICA CUÁNTICA

4HE

Escudo antirradiación Protege al procesador cuántico de MareNostrum Ona de perturbaciones como campos magnéticos externos o cambios de temperatura que podrían destruir la información cuántica.

Tanque de nitrógeno líquido

Consola Criostato

Rack control

Compresores de helio

Sistema de control de los gases (GHS)

Consola Criostato

Rack control

Tanque de nitrógeno líquido

SALA CUÁNTICA

Criostato

Sistema de control de los gases (GHS)

SALA TÉCNICA CUÁNTICA

Procesador cuántico encapsulado Contiene cúbits de tipo transmon que, al recibir microondas con ciertas frecuencias y amplitudes, procesan la información cuántica.

Cada cúbit vibra a una frecuencia única. Para controlarlo, se emplean pulsos de microondas con su misma frecuencia. Ajustando la intensidad, fase y duración de estos pulsos, se aplican diferentes puertas lógicas cuánticas.

Helio

Cable de control

Tubo de Helio Conectado al GHS

Microondas

Microondas

HELIO