Простейший квантовый процессор с кремниевыми кубитами успешно проходит первые испытания

Кремниевый квантовый процессор

В свое время исследователи группы QuTech из Технологического университета Дельфта (TU Delft), Нидерланды, разработали структуру кремниевых квантовых битов, кубитов, работа которых основана на направлении вращения, спине, пойманных в ловушку двух электронов. Немногим позже такой вид кубитов был воплощен в виде экспериментального квантового устройства исследователями из университета Висконсина, Мэдисон. Управление и считывание состояния кремниевых кубитов производилось в условиях внешнего магнитного поля, создаваемого постоянным кобальтовым магнитом, импульсами микроволнового излучения.

Позже обе группы исследователей, исследователи из Нидерландов и США, начали работать совместно с компанией Intel и создали первый опытный образец простейшего квантового процессора с двумя кремниевыми кубитами. Взаимодействие кубитов между собой и с «внешним миром» в этом процессоре осуществлялось уже не с помощью импульсов микроволнового излучения, а при помощи фотонов света. Испытания этого процессора прошли успешно и он, в меру своих возможностей, полностью справился с выполнением алгоритма квантового поиска Гровера.

«Мы сделали кубиты нашего квантового процессора при помощи самых обычных технологий, которые сейчас широко используются для изготовления классических кремниевых компьютерных процессоров» — рассказывает Томас Уотсон (Thomas Watson), ученый из TU Delft, — «Развивая дальше данное направление, мы скоро получим возможность увеличения количества кубитов до значения, требующегося для реализации полноценных квантовых вычислений».

Отметим, что использование кремниевых кубитов выгодно не только с точки зрения простоты их производства. Такие кубиты имеют гораздо меньшие размеры, чем, к примеру, сверхпроводящие кубиты компании IBM. Кроме того, кремниевые кубиты способны сохранять свое квантовое состояние существенно дольше кубитов других типов.

Однако, у новых кубитов имеется и ряд недостатков. Так как сами кубиты находятся в толще кремния и изолированы от окружающего мира, очень трудно измерить спин их электронов и очень трудно заставить их взаимодействовать друг с другом должным образом. Именно из-за этого скорость работы примитивного кремниевого квантового процессора весьма низка. Тем не менее, решение проблемы взаимодействия кубитов заключается в их более близком взаимном расположении. А если ученым удастся успешно реализовать более быстрые методы считывания и установки квантового состояния кубитов посредством взаимодействия с фотонами, это позволит создать квантовые системы любого масштаба, в которых кубиты смогут обмениваться данным с кубитами, расположенными на других участках их чипа и даже кубитами, находящимися на других чипах.

Ключевые слова:
Кремниевый, Квантовый, Процессор, Бит, Кубит, Спин, Электрон, Вращение, Фотон, Свет, Алгоритм, Поиск, Гровер

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Машины-монстры: Суперкомпьютер, составленный из 1060 миникомпьютеров Raspberry Pi
В рамках выставки Oracle OpenWorld 2019 компания Oracle продемонстрировала посетителям весьма необычную вещь - 1060 миникомпьютеров Raspberry Pi 3B+, объединенных в единый вычислительный кластер, ...
Разработан новый математический процесс, позволяющий кардинально уменьшить наборы данных для обучения систем искусственного интеллекта
Группа ученых университета Ватерлоо, Канада, работающих в области математической статистики, предложила и реализовала идею нового математического процесса, позволяющего быстро и эффективно производить обучение систем ...
Проведены вычисления рекордной по масштабам компьютерной модели из области квантовой химии
Исследователи из Австралийского национального университета (Australian National University, ANU), используя один из самых мощных суперкомпьютеров в мире на сегодняшний день, произвели расчеты рекордной по ...
S# — новый алгоритм, способный искать компромиссы и налаживать взаимоотношения с людьми лучше, чем это могут делать сами люди
Несколько последних лет наглядно показали нам, что люди абсолютно неспособны конкурировать с искусственным интеллектом, по крайней мере, в областях логических игр, таких, как шахматы, ...
Исследователи компании Google провели самое масштабное химическое моделирование при помощи квантового компьютера
Не так давно исследователи из группы AI Quantum компании Google произвели расчеты самой крупномасштабной химической модели на сегодняшний день при помощи находящегося в их ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика