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Silicon spin qubit puce
(Image: Fourni)
Une équipe d’ingénieurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) a dévoilé la conception d’une puce capable d’intégrer quantique des interactions.
Selon l’UNSW, la conception, qui peut être fabriqué à l’aide de standard de la plupart de l’industrie des processus et des composants, comprend une “nouvelle architecture” qui permet de calculs quantiques être effectuée en utilisant les composants semi-conducteurs, connu comme CMOS — complementary metal-oxyde-semi-conducteur. Le CMOS est la base de toutes les puces modernes.
“Nous pensons souvent à l’atterrissage sur la Lune, alors que l’humanité est la plus grande merveille technologique, mais la création d’un microprocesseur avec un milliard de dollars de fonctionnement des dispositifs intégrés à travailler comme une symphonie, que vous pouvez transporter dans votre poche, c’est un incroyable prouesse technique, et l’un qui a révolutionné la vie moderne,” Andrew Dzurak, directeur de l’Australian National des Installations de Fabrication à l’UNSW, dit.
“Avec l’informatique quantique, nous sommes sur le bord d’une autre avancée technologique qui pourrait être aussi profond et de transformation. Mais un génie de la conception à la réalisation de ce sur une seule puce a été difficile à atteindre. Je pense que ce que nous avons développé à l’UNSW, maintenant, c’est possible. Et plus important encore, il peut être fait dans un cadre moderne de fabrication de semi-conducteurs de l’usine.”
La conception de la puce, publié dans la revue Nature Communications, a été conçu par Dzurak aux côtés du Dr Menno Veldhorst, qui est l’auteur principale de l’étude et a été chercheur à l’UNSW, lorsque le travail conceptuel a été réalisée.
“Aussi remarquables soient-ils, aujourd’hui, les puces d’ordinateur ne peut pas exploiter les effets quantiques nécessaires pour résoudre véritablement les problèmes que les ordinateurs quantiques”, Veldhorst ajouté.
Au lieu de cela, un grand nombre de bits quantiques (qubits), devra travailler en tandem pour obtenir la puissance de traitement des ordinateurs quantiques sont prévus pour la livrer.
“Notre conception intègre classiques en silicium du transistor de commutateurs pour activer les opérations entre qubits dans un vaste tableau à deux dimensions, à l’aide d’une grille de” mot ” et ” bit ” sélectionnez un protocole similaire à celui utilisé pour sélectionner les bits dans un ordinateur classique puce de mémoire,” at-il ajouté.
“En sélectionnant des électrodes au-dessus d’un qubit, on peut contrôler un qubit est de spin, qui stocke le quantum code binaire de 0 ou 1. Et en sélectionnant les électrodes entre les qubits, deux-qubit logique des interactions, ou des calculs, peut être effectuée entre les qubits.”
Utile universelle quantique ordinateur aura besoin d’un grand nombre de qubits, les ingénieurs de l’université besoin d’utiliser des codes de correction d’erreur qui emploient plusieurs qubits pour stocker un seul morceau de données.
“Notre plan de la puce intègre un nouveau type de correction d’erreur de code conçu spécifiquement pour les qubits de spin, et implique un protocole sophistiqué de leurs opérations à travers les millions de qubits. C’est la première tentative d’intégrer sur une seule puce tous les classiques en silicium des circuits nécessaires au contrôle et à lire les millions de qubits nécessaires pour l’informatique quantique, le” Dzurak expliqué.
Dzurak, qui est aussi un programme chef de file à l’Australie Centre d’Excellence pour le Calcul Quantique et de la Communication (CQC2T), attend il y aura encore des modifications nécessaires avant que la puce se déplace vers la fabrication, mais a affirmé que tous les principaux composants qui sont nécessaires pour l’informatique quantique sont dans la même puce.
“C’est ce qui sera nécessaire, si nous voulons rendre les ordinateurs quantiques un cheval de bataille pour les calculs qui vont bien au-delà des ordinateurs d’aujourd’hui,” Dzurak ajouté. “Il montre comment intégrer les millions de qubits nécessaires à la réalisation de la vraie promesse de l’informatique quantique.”
Dzurak a joué un rôle dans la construction d’une porte logique quantique dans le silicium, qui fait les calculs entre deux qubits de renseignements possible.
À l’époque, la découverte a été appelé un point de repère non seulement le résultat pour l’Australie, mais aussi pour le monde, que jusqu’alors il n’avait pas été possible de faire deux bits quantiques “parler” les uns aux autres et de créer une porte logique à l’aide de silicone.
“Ce résultat signifie que tous les éléments constitutifs fondamentaux qui sont nécessaires pour rendre une pleine échelle de silicium puce du processeur sont maintenant en place,” Dzurak a été dit précédemment. “Nous sommes prêts à nous déplacer à partir de ce scientifique de la phase de recherche, dans l’étape de l’ingénierie et de la fabrication.”
S’appuyant sur cette percée, une autre équipe de chercheurs de l’université, dirigé par le professeur Michelle Simmons, déverrouillé la clé pour permettre à l’ordinateur quantique de codage dans le silicium, annonçant à la fin de 2015 que l’équipe a la capacité d’écrire et de manipuler un quantum de version de code de l’ordinateur à l’aide de deux qubits dans une puce de silicium.
L’informatique quantique est prévu à révolutionner le monde, avec l’Australie, bien placé pour être le premier dans le quantum de la ligne d’arrivée.
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