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:

Создан первый кремниевый квантовый компьютер с двумя кубитами на основе фотонов света
Использование кремния, на базе которого построены практически все современные компьютерные чипы, позволяет упаковать на однокристальную схему сотни миллионов и миллиарды транзисторов. Этот же материал ...
Исследователи научились записывать по два бита информации в единственном атоме
Исследователи из Технологического университета Дельфта, Нидерланды, разработали метод, позволяющий производить одновременное и независимое управление двумя типами магнетизма единственного атома. Данное достижение имеет очень важное ...
Создана новая и сверхбезопасная форма «электронной валюты»
Исследователи из Кембриджского университета разработали новый тип так называемой электронной валюты, использование которой позволит людям проводить финансовые операции в любое время, из любого местоположения ...
Buckeye Pi — самый большой и мощный «суперкомпьютер», построенный на базе одноплатных миникомпьютеров Raspberry Pi
Группа студентов и преподавателей из университета Огайо недавно завершила создание нового суперкомпьютера, построенного на базе миниатюрных одноплатных компьютеров Raspberry Pi. Эти студенты недавно начали ...
Компания IBM планирует создать к 2023 году квантовый компьютер с 1000 кубитами
В течение последних двух десятков лет ученые и инженеры постоянно озвучивают далеко идущие планы по созданию полноценного квантового компьютера, который сможет легко "заткнуть за ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика