Noll
Kisel spin qubit chip
(Bild: Medföljer)
Ett team av ingenjörer från University of New South Wales (UNSW) har presenterat utformningen av ett fungerande chip som kan integrera quantum interaktioner.
Enligt UNSW, konstruktion, som kan tillverkas med mestadels standard industri processer och komponenter som består av en “roman arkitektur” som gör att kvantmekaniska beräkningar att göras med hjälp av befintliga komponenter halvledare, som kallas CMOS — complementary metal-oxide-semiconductor. CMOS-är grunden för alla moderna marker.
“Vi tänker ofta på att landa på Månen som mänsklighetens största tekniska underverk, men att skapa en mikroprocessor-chip med en miljard operativa enheter integrerade tillsammans för att fungera som en symfoni-som du kan bära med dig i fickan-är en häpnadsväckande tekniska framsteg, som har revolutionerat det moderna livet,” Andrew Dzurak, chef för Australian National Tillverkning Anläggningen på UNSW, sade.
“Med quantum computing, vi är på randen av en annan tekniska språng som kan vara så djupa och omvälvande. Men en komplett konstruktion för att realisera detta på ett enda chip har varit svårfångade. Jag tror att vad vi har utvecklats på UNSW nu gör det möjligt. Och viktigast av allt, det kan göras i en modern semiconductor manufacturing plant.”
Chip design, som publiceras i tidskriften Nature Communications, uppfanns av Dzurak tillsammans med Dr Menno Veldhorst, som är huvudförfattare och var en forskarassistent på UNSW när den konceptuella arbetet utförs.
“Anmärkningsvärt som de är, dagens datachips kan inte utnyttja den kvantmekaniska effekter som behövs för att lösa de riktigt viktiga problem som kvantdatorer kommer,” Veldhorst läggas till.
Istället för att ett stort antal arbetar quantum bitar (qubits) kommer att behöva arbeta tillsammans för att uppnå processorkraft kvantdatorer är tänkt att leverera.
“Vår design innehåller konventionella silicon transistor växlar till” slå på transaktioner mellan qubits i en stor två-dimensionell matris, med hjälp av en grid-baserad ” ord ” och “lite” välj protokoll som liknar den som används för att välja bitar i en konventionell dator memory chip,” tillade han.
“Genom att välja elektroder över en kvantbit, vi kan styra en kvantbit är en spin, som lagrar quantum binär kod 0 eller 1. Och genom att välja elektroder mellan qubits, två-qubit logik interaktioner, eller beräkningar kan utföras mellan qubits.”
Som en användbar allmän kvantdator kommer att kräva ett stort antal qubits, ingenjörer vid universitetet måste använda felrättande koder att använda flera qubits för att lagra en enda bit av data.
“Våra chip plan innehåller en ny typ av felrättande kod som utformats speciellt för spin qubits, och innebär en sofistikerad protokoll av verksamheter över de miljontals qubits. Det är det första försöket att integrera i ett enda chip alla konventionella silicon kretsar behövs för att styra och läsa miljontals qubits som behövs för quantum computing,” Dzurak förklaras.
Dzurak, som också är en program ledare på Australiens Centre of Excellence för kvantdatorer och kommunikationsteknik (CQC2T), förväntar sig att det fortfarande kommer att finnas ändringar som krävs innan chip går mot tillverkning, men sade alla de viktigaste komponenterna som behövs för quantum computing är i ett chip.
“Det är vad som kommer att behövas om vi ska göra kvantdatorer en arbetshäst för beräkningar som ligger långt bortom dagens datorer,” Dzurak läggas till. “Det visar hur man kan integrera de miljontals qubits som behövs för att förverkliga den sanna löfte om quantum computing.”
Dzurak var bidragande till att bygga ett stort logiska grinden i kisel, som gjort beräkningar mellan två qubits av information som möjligt.
Vid den tiden blev upptäckten kallas en milstolpe inte bara för Australien, men också för världen, som fram till dess hade det inte varit möjligt att göra två quantum bitar “prata” med varandra och skapa en logisk port med kisel.
“Detta resultat innebär att alla de grundläggande byggstenar som krävs för att göra en fullskalig kisel-processor chip är nu på plats,” Dzurak sagt tidigare. “Vi är redo att flytta från denna vetenskapliga forskning fas i engineering scenen och tillverkningen.”
Att bygga på detta genombrott, ett team av forskare från university, ledd av professor Michelle Simmons, låste upp-tangenten för att aktivera kvantdator kodning i kisel, meddelade i slutet av 2015 som laget hade förmågan att skriva och manipulera en kvantmekanisk version av dator-kod med hjälp av två qubits i en kisel-mikrochip.
Quantum computing förväntas revolutionera världen, med Australien är väl placerade för att vara den första över quantum mållinjen.
Mer om quantum computing
Flip-flop qubits: UNSW uppfattar ‘radikala’ quantum computing-design Australiens ambitiösa plan för att vinna quantum ras UNSW låser upp nyckeln till quantum kodning i silicon Silicon Quantum Computing startas för att kommersialisera UNSW quantum arbete Sydney Uni förutspår oförutsägbara i quantum computing avancemang University of Sydney får quantum computing bidrag från den AMERIKANSKA underrättelsetjänsten Commonwealth Bank förbereder för quantum computing med lanseringen av QxBranch simulator IBM: s stora quantum tryck: Samsung, Daimler registrera dig för 20-qubit provkörning Microsoft och USyd anspråk på uppfinningen av viktiga quantum computing del Intel, QuTech arbete på 17-qubit quantum computing chip, förpackning Hur AI och lärande kommer att bidra till ökningen av quantum computing (TechRepublic) Hur quantum computing kan skapa unbreakable kryptering och rädda framtiden för it-säkerhet (TechRepublic)
Relaterade Ämnen:
Australien
CXO
Digital Omvandling
Tech-Industrin
Smarta Städer
Cloud
0