UNSW-forskare tar tre qubit i kiselsystem till över 90% noggrannhet

0
121

Aimee ChanthadavongSkrivet av Aimee Chanthadavong, seniorjournalist Aimee Chanthadavong Aimee Chanthadavong Seniorjournalist

Sedan hon avslutade en examen i journalistik har Aimee haft sin beskärda del av att täcka olika ämnen, inklusive affärer, detaljhandel, tillverkning och resor. Hon fortsätter att utöka sin repertoar som teknisk journalist med ZDNet.

Fullständig bio den 20 januari 2022 | Ämne: Innovation

lr-asaad-morello-madzik-composite-image-1.png

Bild: Kearon de Clouet/UNSW

Ett team av forskare från University of New South Wales (UNSW) har utvecklat kiselbaserade kvantprocessorer och visat att det är möjligt att bygga kiselbaserade kvantenheter som är kompatibla med nuvarande halvledartillverkning och applikationer.

Publicerad i Nature visar forskningen att det var möjligt att uppnå en qubit drifttrohet med upp till 99,9 % noggrannhet, två qubits trohet med 99,3 % noggrannhet och ett 3 qubit system bestående av en elektron och två fosforatomer införda i kisel via jonimplantation med en trohet på 92,5 %.

“Dagens publicering i Nature visar att vår verksamhet var 99 % felfri”, säger UNSW-professor Andrea Morello, som ledde arbetet i samarbete med University of Melbourne, University of Technology Sydney och andra baserade i USA, Japan och Egypten .

“När felen är så sällsynta blir det möjligt att upptäcka dem och korrigera dem när de uppstår. Detta visar att det är möjligt att bygga kvantdatorer som har tillräckligt med skala och tillräckligt med kraft för att hantera meningsfull beräkning.

“Denna forskning är en viktig milstolpe på resan som kommer att ta oss dit.”

Fynden bekräftades ytterligare av två andra oberoende forskarlag, också publicerade i Nature. Ett team av forskare i Nederländerna rapporterade att de uppnådde 99,9 % en-qubit och 99,7 % två-qubit-trohet med hjälp av elektronsnurr i kvantprickar bildade i en stapel av kisel och kisel-germaniumlegering.

På liknande sätt har ett team av japanska forskare uppnådde 99,8 % en-qubit och 99,5 % två-qubit-trohet i två-elektroner med hjälp av kvantprickar av kisel och kisel-germaniumlegering.

Uppsatsen konstaterade att forskningen visar att kiselbaserade halvledarspinn-qubits är tillräckligt stabila för att hålla kvantinformation under långa perioder och kan skalas med hjälp av befintliga tekniker som används för halvledartillverkning.

“Tills nu har utmaningen dock varit att utföra kvantlogiska operationer med tillräckligt hög noggrannhet,” sa Morello.

“Var och en av de tre artiklarna som publiceras idag visar hur denna utmaning kan övervinnas i en sådan grad att fel kan korrigeras snabbare än de förefaller.”

Enligt Morello ger möjligheten att uppnå felfrekvenser under 1 % möjligheten att designa kiselkvantprocessorer som skalar upp och fungerar tillförlitligt för användbara beräkningar.

Samtidigt har Canberra-baserade Quantum Brilliance meddelat att det kommer att genomföra ett gemensamt forskningsprojekt på 22,5 miljoner dollar med Tysklands Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF och University Ulms Institute of Quantum Optics för att utveckla nya tekniker för tillverkning av högpresterande kvantmikroprocessorer .

Med stöd av den tyska regeringen kommer projektet att syfta till att lösa två viktiga utmaningar kring diamantbaserade kvantdatorer till 2025, sa Quantum Brilliance. Dessa är utvecklingen av atomärt exakta tekniker för tillverkning av kvantmikroprocessorer och för att hitta nya metoder för selektiv manipulation av kvantbitar i kvantdatorer med flera processornoder.

Som en del av samarbetet kommer Quantum Brilliance och Fraunhofer IAF tillsammans att utveckla precisionstillverkningstekniker för tillverkning av skalbara arrayer av diamant-qubits. Dessutom kommer Fraunhofer IAF att arbeta med tillväxtprocesser för diamantsubstrat.

Samtidigt utvecklar Institute of Quantum Optics skalbara avläsnings- och kontrolltekniker för diamantbaserade qubits för att de ska kunna kontrolleras exakt.

Canberra investerar 12 miljoner AUD i lokala tekniska kommersialiseringsprojekt

Den australiensiska regeringen har meddelat att den kommer att dela ut drygt 12 miljoner AU$ i total finansiering för att stödja australiska företag att kommersialisera sina tekniska projekt.

12,2 miljoner AU$ kommer att delas mellan 22 projekt som en del av den australiska regeringens accelererande kommersialiseringsbidrag.

Den största andelen, 1 miljon AU$, kommer att överlämnas till SDIP Innovations som kommer att användas för benimplantatteknologi som är utformad för att ge kirurger möjligheten att behandla komplexa bendefekter med benfyllmedel.

Andra mottagare är ResusRight, som kommer att kommersialisera sitt Juno-system för klinisk utbildning och övervakning för att hjälpa till att utbilda läkare i återupplivning av nyfödda; DetectED-X för att hjälpa det att vidareutveckla och pilotera ImageID, som använder AI för att hjälpa till att utbilda läkare och radiografer för att förbättra sjukdomsdiagnostik, såsom bröstcancer; och Anderson Horticulture för att utveckla sin mikroförökningsteknik för att förbättra metoder för avokadoodling.

Victorian-baserade Southern Ocean SubSea är också ett annat företag som får ett bidrag, som kommer att användas för att utveckla fjärrstyrda fordon som kan reparera vattenbruksnät, medan Western Australias Tribe Technology kommer att använda sin del av bidraget för att kommersialisera ett borrprov med automatisk omvänd cirkulation system utformat för att förbättra säkerheten inom gruvsektorn.

“De här senaste projekten är alla fantastiska exempel på australiensiska innovationer – många inom högkvalificerade tillverkningsprioriteringar – som har en anmärkningsvärd potential att förbättra kvaliteten på våra liv, skapa nya jobb och stödja vår ekonomiska återhämtning”, säger ministern för industri, energi och utsläpp sa Angus Taylor.

Relaterad täckning

Forskare utvecklar en ny metod som bäddar in atomer en efter en för att bygga kvantchipAustralien prioriterar 63 kritiska teknologier inklusive kvant- och blockchainSydneys Tech Central expanderar med quantum terminal och scaleup hubQuantum-teknologier är nu en del av militärens framtida färdplan Australien | CXO | Digital transformation | Teknisk industri | Smarta städer | Moln