Исследование показывает перспективность квантовых вычислений с использованием кремниевых чипов заводского изготовления

Кубит — это строительный блок квантовых вычислений, аналогичный биту в классических компьютерах. Для безошибочных вычислений квантовым компьютерам будущего, вероятно, потребуются как минимум миллионы кубитов. Последнее исследование, опубликованное в журнале Как PRX, предполагает, что эти компьютеры могут быть сделаны из кремниевых чипов промышленного класса с использованием существующих производственных процессов, вместо того, чтобы применять новые производственные процессы или даже недавно обнаруженные частицы.


Для исследования исследователи смогли выделить и измерить квантовое состояние отдельного электрона (кубита) в кремниевом транзисторе, изготовленном с использованием CMOS, аналогичной той, которая используется для изготовления микросхем в компьютерных процессорах.

Кроме того, было обнаружено, что спин электрона оставался стабильным в течение периода до девяти секунд. Следующим шагом будет использование аналогичной производственной технологии, чтобы показать, как массив кубитов может взаимодействовать для выполнения квантовых логических операций.

Профессор Джон Мортон (Лондонский центр нанотехнологий при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе), соучредитель Quantum Motion, сказал: «Мы взламываем процесс создания кубитов, поэтому того же типа, что и чип в смартфоне, может быть использована для создания .

«Потребовалось 70 лет, чтобы транзисторов достигла того уровня, на котором мы сейчас находимся в области вычислений, и мы не можем потратить еще 70 лет, пытаясь изобрести новые производственные процессы для создания квантовых компьютеров. Нам нужны миллионы кубитов и ультра-масштабируемая для создания для них наше открытие дает нам план кратчайшего пути к производству квантовых чипов в промышленных масштабах ».

Эксперименты проводились аспирантом Вирджинией Сириано Теджел (Лондонский центр нанотехнологий при UCL) и коллегами, работающими в низкотемпературной лаборатории. Во время работы чипы хранятся в охлажденном состоянии, охлажденными до доли градуса выше абсолютного нуля (~ 273 градуса Цельсия).

Г-жа Сириано Техель сказала: «Каждый студент-физик узнает из учебников, что ведут себя как крошечные магниты со странными квантовыми свойствами, но ничто не готовит вас к ощущению чуда в лаборатории, когда вы можете наблюдать за этим« вращением »отдельного электрона своим собственными глазами, иногда направленными вверх, иногда вниз. Приятно быть ученым, пытающимся понять мир и в то же время участвовать в разработке квантовых компьютеров ».

Квантовый использует законы физики, которые обычно наблюдаются только на атомном и субатомном уровнях (например, частицы могут находиться в двух местах одновременно). Квантовые компьютеры могут быть более мощными, чем современные суперкомпьютеры, и способны выполнять сложные вычисления, которые в противном случае практически невозможны.

Хотя приложения квантовых вычислений отличаются от традиционных компьютеров, они позволят нам быть более точными и быстрыми в чрезвычайно сложных областях, таких как разработка лекарств и борьба с изменением климата, а также решать более повседневные проблемы, которые имеют огромное количество переменных — так же, как в природе — например, и логистика.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments