研究人员介绍原子级低成本硅量子计算芯片盘算规划

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研究人员介绍原子级低成本硅量子计算芯片盘算规划
发布日期:2022-11-25 08:07    点击次数:160

研究人员介绍原子级低成本硅量子计算芯片盘算规划

(图自:University of Melbourne)

经由过程在悬臂上钻一个小孔、将原子顺次嵌入硅晶片中,当其被磷原子簇射时,偶然就会从孔中掉落、并嵌入硅基板中。

研究发明,当原子进入硅晶体、并经由过程磨擦耗散其能量时,原子的动能可被行使来孕育发生微小的电子“咔哒”声。

Building a Silicon Quantum Computer Chip Atom by Atom(via)

研究合著者、来自墨尔本大学的 David Jamieson 教学指出,当原子落入原型动作举措的 1/10000 职位地方时,他们可以或许“听到”电子的“咔哒”声。

一个原子与一块硅碰撞,会收回异样幽微的咔哒声,而我们发清楚明了用于检测这一声响的异样活络的电子动作举措。它可以或许将声响缩小不少倍,收回洪亮而牢靠的旗子灯号。

在此根基上,我们对新编制抱有相当大的刻意决定信心。在一个原子刚到当前,我们可以或许移动悬臂的职位地方,并静待下一个原子的到来。

站在纳米模板扫描仪前的 Alexander Melvin Jakob 博士

除了 David Jamieson 教学,合著者中还蕴含了来矫正南威尔士大学悉尼分校、德国 HZDR 研究所、莱布尼茨概况工程研究所(IOM)、以及皇家墨尔本立功大学(RMIT)的研究人员。

其开收回的新技能,产品大全已被用于建造受控的大局限计数原子情势,且其量子态兴许被操纵、耦合、以及读出。

在此从前,想要在硅中置入原子,一贯是个相当随机的过程 —— 像是落在窗户上的雨滴那样、在硅芯片上洒满磷。

不过去矫正南威尔士大学的合著者、科学教学 Andrea Morello 指出:

新技能不只兴许将磷离子嵌入硅基板中,并可对其举行切确计数,从而打造出一枚量子比特芯片,并行使它在试验室中测试可用于大型量子动作举措的相干盘算。

这将使得我们兴许盘算大型单个原子阵列之间的量子逻辑运算,进而在全副处理惩罚器中对立高度切确的运算。

与在随机职位地方植入不少原子、并抉择结果最佳的原子的编制比较,新技能可将之搁置在一个近似传统半导体芯片中的晶体管的有序阵列中。

研究次要作者 David Jamieson 教学

Alexander Melvin Jakob 博士增补道,他们在新合作中应用了高度业余化的动作举措:

个中蕴含为敏感 X 射线探测器而开发的行进先辈技能、最初为罗塞塔太空使命而开发的不凡原子力显微镜、以及德国同僚合作开发的用于植入硅的离子轨迹的综总计算机模型。

我们已同合作搭档们一道,行使这项技能在单原子量子比特的建造上取患有冲破性的功能。但最新的发明,还将加速我们在大型动作举措上的事变。

至于量子计算机的潜伏应用,则涵盖了优化时光表和财务的新编制、牢弗成破的密码学、计算药物盘算、以及助力疫苗的倏地研发等。