הבית > חֲדָשׁוֹת > תוכן

יותר מ מילה אחת מנקודות קוונטיות טבעות קוונטי

Jan 25, 2018

חישוב קוונטי הפך לאחד הפרויקטים המחקר החמים בימינו. כמוביל של מידע, יישום qubits היא טכנולוגיית מפתח מחקר קוונטי במחשב.

1.jpg

לאחרונה, R & amp; D צוות של האקדמיה הסינית למדעים המכון של המיקרואלקטרוניקה ואת הגאות אלקטרוניים מידע בתעשייה חברה מוגבלת, משותף אוניברסיטת צ 'ונגצ' של הודעות ותקשורת, חוקרים אוניברסיטת שיאמן שפורסם מאמרים, הציעו לבנות אלקטרונית מוליכים למחצה הקוונטים טבעת תורת המחשב הקוונטי להעשיר את יישום qubit.

כמו המחבר, האקדמיה הסינית למדעים המכון של מיקרואלקטרוניקה משולבת מעגל להוביל הטכנולוגיה R & amp; חוקר במרכז D וו Zhenhua אמר כתב הטכנולוגיה היומי, אמר: "עם בניית טבעת קוונטית מוליכים למחצה טבעת קוונטית, שהוא רעיון חדש של הטכנולוגיה המוליכים למחצה בוגרת הקיים לבנות מחשב קוונטי מבוסס על."


גודל הטרנזיסטור קרוב לגבול הפיזי

ב -40 השנים האחרונות, תעשיית המיקרואלקטרוניקה עוקבת אחר חוק מור לפיתוח מתמשך ומהיר.

"אבל עם התקדמות הטכנולוגיה, שילוב של מכשירים מקבל גבוה יותר ויותר, מספר הטרנזיסטורים על השבב הולך וגדל, ואת גודל הטרנזיסטור יחיד הולך וקטן, ניתן לומר כי הפיתוח של הנוכחי שבב מוליכים למחצה מתקרב לגודל הפיזי של גודל.עידן של חוק מור מגיע לסיומו.הוא דחוף לפתח עקרונות מחשוב חדשים ארכיטקטורות התקן חדש כדי לענות על הביקוש הגובר למחשוב.זה הסביר Zenhua, "בהקשר זה, המדענים בכל רחבי העולם כדי ללמוד את חוקי מכניקת הקוונטים, מחשוב קוונטי ופיתוח טכנולוגיית מידע, על מנת לפתח מחשב קוונטי מעשית במקום המחשב המסורתי, סופר אולטרה גבוהה קוונטית במקביל מחשוב היכולת. "

"המחשבים הקוונטיים משיגים את הצמיחה של כוח המחשוב על ידי תופעות קוונטיות סופיות ומסתבכות.הסופרפוזיציה הקוונטית מאפשרת לקוויטים להיות בעלי ערכים של 0 ו- 1 בו-זמנית, וניתן לסנכרן אותם.עם כל קוביט נוסף, הביצועים התפעוליים מוכפל ". כותב תקשורת נוסף, ד"ר ליו יו, גל של בינה מלאכותית ומחשוב בעל ביצועים גבוהים, אמר.

כיום, גוגל, מיקרוסופט, יבמ, אינטל וחברות טכנולוגיה אחרות כבר הניחו את המחקר של מחשוב קוונטי. אמר ליו יו, טען IBM פיתחה בהצלחה אב טיפוס חומרה קוונטית 50 קוונטים; ל- Google Martinez Google יש 22 שבבי קוביט שנחשפו באוקטובר אשתקד; סינית גם בתחילת מאי 2017 פרסמה את המחשב הקוונטי הראשון בעולם מעבר למחשב הקלאסי מוקדם בהצלחה. 10 סיבובי qubit, צפוי בעתיד הקרוב ניתן לטפל כדי להשיג 20 מוליכי מוליך.


כדי לענות על מספר מסוים "מחוונים" באיכות טובה יותר

יישומי איכות קוונטיים בדרך כלל צריכים לעמוד במספר דרישות ספציפיות, כגון המוביל הפיזי של יישום קל, הכנה קלה והפעלה ראשונית, זמן קוהרנטיות ארוך וכו '.

נכון לעכשיו, תוכניות המימוש של ביטים קוונטיים כוללים בעיקר מעגלים מוליך, יונים לכודים, נקודות קוונטית מוליכים למחצה, משרות פנויות יהלומים, subregroups טופולוגי שרירותי, פוטונים וכן הלאה. לכל טכנולוגיה יש יתרונות וחסרונות משלה. התוואי העתידי עדיין לא ברור. וו Zhenhua אמר לכתבים. על פי ההקדמה שלו, הפתרון קוונטית מוליכים למחצה נקודה יש את היתרון הליבה ביותר בתכנית לעיל. זה יכול לפתח ולפעול על בסיס הטכנולוגיה המוליכים למחצה הקיימים, והוא קל ליישם אינטגרציה צפיפות גבוהה.

אבל ההשפעה החזקה של הקוונטים על הקוונטים במוליכים למחצה הופכת את זמן הקוהרנטיות האלקטרונית לקצר ואת ההסתבכות האלקטרונית קשה. כדי לפתור בעיה זו, אנו משתמשים אינטראקציה תצורה (אינטראקציה תצורה) שיטה, ממחקר תיאורטי של מדינות אלקטרוניות כולל 3 עד 6 אלקטרונים בטבעת קוונטית מוליכים למחצה, מצא את מספר האלקטרונים טבעת קוונטית, ההסתבכות צימוד אלקטרונית בין שונים, ועם שדה מגנטי חיצוני, שדה חשמלי שונים להראות את המאפיינים השונים, כדי להבין את השליטה של מצבים קוונטיים. בנוסף, המחקר שלנו גם באופן שיטתי expounds את ערכת מדידה של המאפיינים של טבעות קוונטי על ידי מדידה אופטי. "אמר ליו יו.


ניתן להתממש באמצעות טכנולוגיית מוליכים למחצה הנוכחי

בראייה של וו Zhenhua ו ליו יו, בניית ביטים קוונטיים עם טבעות קוונטית אלקטרונים מוליכים מרובה הוא רעיון חדש עבור הקיים יחיד אלקטרונים מוליכים למחצה נקודות הקוונטים נקודות. המכשול העיקרי למימוש מחשוב קוונטי הוא כי מצב הקוונטים המשמש למחשוב קשה לשמור, אשר לעתים קרובות אמר שיש זמן קוהרנטי קצר. המחקר מראה כי לעומת נקודות קוונטית מוליכים למחצה, את הפוטנציאל המגביל של טבעות קוונטית מוליכים למחצה קל להסתגל, ואת זמן קוהרנטיות האלקטרון הוא עוד, אשר מסייע להשיג פעולה qubits יותר. נקודות הקוונטים של המוליכים למחצה יכולות לתפעל את ספין האלקטרון היחיד, דבר שקשה מאוד לניסוי. הטבעת קוונטית אלקטרונים מרובים משתמשת במספר אלקטרונים ואת מצב ספין של האלקטרון כדי להבין את qubits, ולכן יש דרגות operable יותר של חופש. בנוסף, אלקטרונים מחויבים בחלל אפס מימדי הנקודות הקוונטיות. האלקטרונים בטבעת קוונטית יש גם את מידת החופש בתנועה מסלולית חד מימדי מעין, אשר מספק אפשרות קידוד חדש מחוץ תשלום של הספין.

יתר על כן, כמו נקודות קוונטית מוליכים למחצה, טבעת קוונטית יכול להתממש גם באמצעות הטכנולוגיה המוליכים למחצה הקיימים, כך שהוא יכול לעבור באופן חלק מן שבב המוליכים למחצה הקלאסית שבב קוונטי מבוסס על הטכנולוגיה הקיימת. אמר וו ז'נחואה.

תוצאת מחקר חדשה זו היא תוצאה פורה של שיתוף הפעולה בין התעשייה והמחקר. ליו יו אמר: "המחקר השתמש בשיטת סימולציה תיאורטית קפדנית ומדויקת יותר, אבל כמות החישוב היא עצומה" שיתוף הפעולה בין מכון המיקרואלקטרוניקה לבין שיתוף הפעולה של קבוצת המחקר באוניברסיטה של קבוצת הגל הביא לידי ביטוי מלא את היתרונות של גל בעל ביצועים גבוהים, שני הצדדים ימשיכו לקדם שיתוף פעולה ולחפש פריצות דרך חדשות בתחום המחשוב הקוונטי ".