2D pole polovodičových qubitů, které fungují jako kvantový procesor

Schéma kvantového kvantového procesoru vyrobeného pomocí technologie výroby polovodičů. Půjčka: Nico Hendrickx (QuTech)

Srdce každého počítače, jeho centrální procesorová jednotka, je postaveno pomocí polovodičové technologie, která dokáže napájet miliardy tranzistorů na jednom čipu. Vědci ze skupiny QuTech Menno Veldhorst Group ve spolupráci s TU Delft և TNO nyní ukázali, že tuto technologii lze použít k vytvoření dvourozměrného pole veličin, které fungují jako kvantový procesor. Jejich práce, hlavní měřítko pro kvantovou technologii ve velkém měřítku, byla zveřejněna dnes (24. března 2021). Příroda:,

Kvantové počítače mají potenciál řešit problémy, které nelze vyřešit klasickými počítači. Zatímco kvantová zařízení v současné době drží desítky loket, základní stavební kámen kvantové technologie, budoucí univerzální kvantový počítač schopný provozovat jakýkoli kvantový algoritmus bude pravděpodobně sestávat z milionů miliard loket. Kvantové tečky loket slibují, že budou přístupem ve velkém měřítku, protože je lze definovat pomocí standardních metod výroby polovodičů. Wellhorst. „Umístěním čtyř takových loket do dvou nebo dvou mřížek, prokázáním úplné kontroly nad všemi loketami a provozováním kvantového obvodu, který zaplétá všechny lokty, jsme udělali krok vpřed zavedením velkého kvantového výpočtu.“ »

Celý kvantový procesor

Elektrony uvězněné v kvantových tečkách, polovodičové struktury pouhých několika desítek nanometrů, byly studovány více než dvě desetiletí jako platforma pro kvantové informace. Přes všechny sliby se rozsah přesahující logiku dvou qubitů nadále vyhýbá. K překonání této bariéry se týmy Menna Veldhorsta և Giordana Scappucciho rozhodli použít úplně jiný přístup և začali pracovat s německými dírami (tj. S nedostatkem elektronů). Pomocí tohoto přístupu lze ke kontrole nebo zapletení použít také stejné elektrody potřebné k určení qubits. „Vedle každého qubitu by neměly být přidávány žádné velké struktury, aby byly naše qubity téměř totožné s tranzistory v počítačovém čipu,“ řekl Nico Hendrix, postgraduální student ze skupiny Meno Veldhorst. „Kromě toho máme velkou kontrolu. Můžeme qubity spárovat, jak si přejeme, což nám umožní naprogramovat jednu, dvě, tři nebo čtyři brány qubit, což slibuje vysoce kompaktní kvantové řetězce.“

Menno Wellhorst - Nico Hendrix

Menno Veldhorst և Nico Hendrickx stojí za instalací německého kvantového procesoru. Půjčka Marieke de Lorijn (QuTech)

2D je klíč

Po úspěšném vytvoření prvního německého kvantového tečkového qubitu v roce 2019 se počet qubitů jejich čipů každoročně zdvojnásobuje. „Čtyři qubity samozřejmě nijak nevytvářejí univerzální kvantový počítač,“ říká Wellhorst. „Ale když umístíme lokty do dvou sítí, nyní víme, jak je zvládnout a spárovat loket v různých směrech.“ Jakákoli realistická architektura, která integruje velké množství qubitů, vyžaduje, aby byly vzájemně propojeny ve dvou dimenzích.

Germanium jako velmi univerzální platforma

Demonstrace čtyřkvittové logiky v Německu nastavuje nejnovější úroveň pole kvantových teček և znamená krok k hustým, roztaženým, dvourozměrným polovodičovým qubitovým sítím. Kromě své kompatibility s pokročilou výrobou polovodičů je Německo také vysoce univerzálním materiálem. Má vzrušující fyzikální vlastnosti, jako je rotační orbitální spojení պտ může komunikovat s materiály, jako jsou supravodiče. Německo je proto považováno za vynikající platformu pro několik kvantových technologií. Wellhorst. „Nyní, když víme, jak vyrábět němčinu, pracovat s množstvím qubitů, může kvantová informační cesta germania opravdu začít.“

Odkaz. NW Hendrickx, WIL Lawrie, M. Russ, F. van Riggelen, SL de Snoo, RN Schouten, A. Sammak, G. Scappucci a M. Veldhorst, 24. německý kvantový procesor, 24. března 2021 Příroda:,
DOI: 10.1038 / s41586-021-03332-6:

Financování. Výzkum je podporován NWO, Nizozemskou radou pro výzkum.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.