Dom > Vijesti > Sadržaj

Više od jedne riječi iz kvantnih točaka kvantnim prstenovima

Jan 25, 2018

Kvantno računanje danas postaje jedan od najtoplijih istraživačkih projekata. Kao nositelj informacija, implementacija qubits je ključna tehnologija u kvantnom računalnom istraživanju.

1.jpg

Nedavno, zadruga R & D tim iz Kineske akademije znanosti Institut za mikroelektroniku i plima elektroničke informacijske industrije društvo s ograničenom odgovornošću, zajednički Chongqing Sveučilište za poštu i telekomunikacije, Xiamen Sveučilišni istraživači objavili radovi, iznijela za izgradnju elektroničke poluvodičke kvantne prsten teorije kvantne računalne opreme kako bi obogatili qubit provedbu.

Kao autor, Kineska akademija znanosti Institut za mikroelektroniku integrirana krug vode tehnologije R & amp; D centar istraživač Wu Zhenhua za Daily Daily novinara, rekao je: "s izgradnjom poluvodičkog kvantnog prstena kvantni bit, što je nova ideja o postojećoj zreloj poluvodičkoj tehnologiji za izgradnju kvantnog računala na temelju."


Veličina tranzistora je blizu fizičkog ograničenja

Posljednjih 40 godina industrija mikroelektronike prati Mooreov zakon za kontinuirani i brz razvoj.

"Ali s napretkom tehnologije, integracija uređaja postaje sve veća, broj tranzistora na čipu raste, a veličina pojedinačnog tranzistora sve manja i manja. Može se reći da je razvoj struje poluvodički čip se približava fizičkom ograničenju veličine.Va era Mooreovog zakona prestaje, hitno je razviti nove računalne principe i nove arhitekture uređaja kako bi se zadovoljile rastuće potražnje za računalima.Wu Zhenhua je pojasnio: "U ovom kontekstu, znanstvenici širom svijeta da prouče zakone kvantne mehanike, kvantno računalstvo i razvoj informacijske tehnologije, kako bi razvili praktično kvantno računalo umjesto tradicionalnog računala, vrhunske kvantne paralelne računalne sposobnosti. "

"Kvantna računala postižu rast računalne snage preklapanjem i zapetljanjem kvantnih fenomena, a kvantna superpozicija omogućuje da qubits imaju istodobno vrijednosti vrijednosti 0 i 1 i mogu biti" sinkronizirane ", a sa svakim dodatnim qubit operativnim performansama udvostručuje se ", izjavio je drugi pisac, dr. Liu Yu, val umjetne inteligencije i računalstva s visokim performansama.

Trenutno, Google, Microsoft, IBM, Intel i druge tehnološke tvrtke već su postavile istraživanje kvantnog računanja. Liu Yu je rekao, IBM je tvrdio da je uspješno razvio 50 qubit kvantni hardverski prototip; Google glavni John Martinez Google ima 22 qubit čips otkriven u listopadu prošle godine; Kineski također početkom svibnja 2017 objavio prvo kvantno računalo na svijetu izvan rane klasične računalo uspješno. Očekuje se da će se 10 kvitni zaplet, u bliskoj budućnosti, moći manipulirati kako bi se postiglo 20 supravodljivih qubitova.


Kako bi zadovoljili niz specifičnih "pokazatelja" za bolju kvalitetu

Kvalitetne implementacije kvalitetnih bitova obično moraju zadovoljiti nekoliko specifičnih zahtjeva, poput fizičkog nosača jednostavne implementacije, jednostavne pripreme i početne operacije, dugotrajnog vremena itd.

Trenutačno sheme realizacije kvantnih bitova uglavnom uključuju supravodljive krugove, zarobljene ione, kvantitativne poluvodičke točkice, dijamantna slobodna mjesta, topološke proizvoljne podgrupe, fotone i tako dalje. Svaka tehnologija ima svoje prednosti i nedostatke. Buduća ruta još nije jasna. Wu Zhenhua je rekao novinarima. Prema njegovom uvodu, rješenje kvantne točke poluvodiča ima najvažniju prednost u gornjoj shemi. Može se razvijati i raditi na temelju postojeće poluvodičke tehnologije i lako je implementirati integraciju visoke gustoće.

Ali snažan efekt kvantnog ograničavanja u poluvodičkim kvantnim točkama čini koherentnim vremenom elektrona kratko i elektronički zaplet teško. Da bismo riješili ovaj problem, koristimo metodu interakcije konfiguracije (konfiguracijska interakcija), od teorijskog proučavanja elektroničkih stanja uključujući 3 do 6 elektrona u poluvodičkom kvantnom prstenu, pronašli broj elektrona u kvantnom prstenu, elektronsku vezu između različitih, i s vanjskim magnetskim poljem, električno polje i različiti pokazuju različite karakteristike, kako bi se ostvarila kontrola kvantnih stanja. Osim toga, naša istraživanja također sustavno izlažu shemu mjerenja karakteristika kvantnih prstenova pomoću optičkog mjerenja. "Rekao je Liu Yu.


Može se realizirati korištenjem trenutne poluvodičke tehnologije

U pogledu Wu Zhenhua i Liu Yu, izgradnja kvantnih bitova s kvadratnim prstenima s više elektronskih poluvodiča je nova ideja za postojeću shemu kvantnih točaka jednog elektronskog poluvodiča. Glavna prepreka za ostvarivanje kvantnog računanja je da je kvantno stanje koje se koristi za računanje teško održavati, što se često kaže da ima kratko vremensko razdoblje. Istraživanje pokazuje da je u usporedbi s poluvodičkim kvantnim točkama ograničavajući potencijal poluvodičkih kvantnih prstenova lako prilagodljiv, a vrijeme koherencije elektrona je dulje što pomaže u postizanju više operacija. Kvantne točkice poluvodiča mogu manipulirati jednim elektronskim spinom, što je vrlo teško za eksperiment. Kvantni prsten s više elektrona koristi broj elektrona i stanje spina elektrona kako bi ostvario qubits, tako da ima više stupnjeva slobodne radne sposobnosti. Osim toga, elektroni su vezani u prostoru nulte dimenzije u kvantnim točkama. Elektroni u kvantnom prstenu također imaju stupanj slobode u kvazi-jednodimenzionalnom orbitalnom gibanju, što daje novu mogućnost kodiranja izvan naboja spina.

Štoviše, poput poluvodičkih kvantnih točaka, kvantni prsten se također može ostvariti korištenjem postojeće poluvodičke tehnologije, tako da se glatko može prelaziti od klasičnog poluvodičkog čipa do kvantnog čipa na temelju postojeće tehnologije. Rekao je Wu Zhenhua.

Ovaj novi rezultat istraživanja plodan je rezultat suradnje industrije i istraživanja. Liu Yu je rekao: "Istraživanje je koristilo precizniju i preciznu metodu teorijske simulacije, no količina izračuna je ogromna. Suradnja Instituta za mikroelektroniku i istraživačke suradnje industrije sveučilišta u valovima dovela je u potpunosti prednosti vala u te dvije strane nastavit će promicati suradnju i tražiti nova otkrića na području kvantnog računanja. "