1 мин чтения

Был побит еще один рекорд на пути к созданию полностью работоспособных квантовых компьютеров: полный контроль над 6-кубитным квантовым процессором в кремнии.

Исследователи называют это “важной ступенькой” для развития этой новой технологии.

Кубиты (или квантовые биты) являются квантовыми эквивалентами классических вычислительных битов, только они потенциально могут обрабатывать гораздо больше информации. Благодаря квантовой физике они могут находиться в двух состояниях одновременно, а не только в одном 1 или 0.

проблема заключается в том, чтобы заставить множество кубитов вести себя так, как нам нужно, вот почему важен этот переход к шести. Возможность использовать их в кремнии – тот же материал, который используется в современных электронных устройствах, – делает технологию потенциально более жизнеспособной.

«Проблема квантовых вычислений сегодня состоит из двух частей», – говорит исследователь квантовых вычислений Стивен Филипс из Технологического университета Делфта в Нидерландах.

«Разработка кубитов достаточно хорошего качества и разработка архитектуры, позволяющей создавать большие системы кубитов».

«Наша работа подпадает под обе категории. И поскольку общая цель создания квантового компьютера требует огромных усилий, я думаю, будет справедливо сказать, что мы внесли свой вклад в правильном направлении».

Кубиты состоят из отдельных электронов, закрепленных в ряд на расстоянии 90 нанометров друг от друга (диаметр человеческого волоса составляет около 75 000 нанометров). Эта линейка “квантовых точек” размещена в кремнии, используя структуру, аналогичную транзисторам, используемым в стандартных процессорах.

Тщательно улучшив способ подготовки, управления и мониторинга электронов, команда смогла успешно контролировать их спин – квантово-механическое свойство, обеспечивающее состояние кубита.

Ученые также смогли создать логические элементы и запутать системы из двух или трех электронов по запросу с низким уровнем ошибок.

Исследователи использовали микроволновое излучение, магнитные поля и электрические потенциалы для контроля и считывания спина электронов, управляя ими как кубитами и заставляя их взаимодействовать друг с другом по мере необходимости.

«В этом исследовании мы расширяем границы количества кубитов в кремнии и достигаем высокой точности инициализации, высокой точности считывания, высокой точности однокубитных вентилей и высокой точности двухкубитных состояний», – говорит инженер-электрик Ливен Вандерсипен, также из Технологического университета Делфта.

«Что действительно выделяется, так это то, что мы демонстрируем все эти характеристики вместе в одном эксперименте на рекордном количестве кубитов».

До этого момента только 3-кубитные процессоры были успешно встроены в кремний и контролировались до необходимого уровня качества, поэтому мы говорим о большом шаге вперед, что теперь возможно в этом типе кубитов.

Существуют разные способы создания кубитов, в том числе на сверхпроводниках, где гораздо больше кубитов использовалось вместе, и ученые все еще выясняют, какой метод может оказаться наилучшим.

Преимущество кремния заключается в том, что все производственные цепочки и цепочки поставок уже существуют, а это означает, что переход от научной лаборатории к реальной машине должен быть более простым. Работа продолжается, чтобы поднять рекорд кубита еще выше.

«При тщательном проектировании можно увеличить количество кремниевых спиновых кубитов, сохраняя при этом ту же точность, что и для одиночных кубитов», – говорит инженер-электрик Матеуш Мадзик из Технологического университета Делфта.

«Ключевой строительный блок, разработанный в этом исследовании, можно использовать для добавления еще большего количества кубитов в следующих итерациях исследований».

Источник новости Nature.

Просмотров: 4

Поделитесь новостью
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Предыдущий пост Ученые Узнали Почему Океаны в Южном Полушарии Земли Становятся Теплыми
Следующий пост Новое Исследование Показало Как “Темные Данные” Влияют на Планету
Close
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x