Vecmodīgs silīcijs varētu būt atslēga visuresošu kvantu datoru veidošanā

Gadu desmitiem silīcija mikroshēmas ir bijušas visu veidu skaitļošanas ierīču pamatā. Taču sacīkstēs par kvantu datoru radīšanu, neticami jaudīgu jauna veida tehnoloģiju, silīcijs ir atkāpies no citiem materiāliem. Jauni sasniegumi varētu padarīt to pievilcīgāku.

Teorētiski silīcijam vajadzētu būt lieliskam kandidātam nākamās paaudzes mašīnu darbināšanai. Jau pastāv milzīga infrastruktūra, kas paredzēta silīcija datoru mikroshēmu ražošanai. Un jau pastāv metodes kubitu jeb kvantu bitu ģenerēšanai, izmantojot uz silīciju balstītas pieejas.

Kubiti ir kvantu mašīnu pamatelementi. Kubīta spēja atrasties divos stāvokļos ( 0 un viens ) tajā pašā laikā, kas pazīstama kā superpozīcija, padara iespējamu masveidā paralēlu apstrādi, kas ir paredzēta, lai pārspētu jaudīgāko parasto datoru iespējas.

Taču uz silīciju balstītas pieejas ir izrādījušās mazāk populāras nekā alternatīvi kubitu ģenerēšanas veidi, piemēram, tādi, kuros tiek izmantoti supravadoši materiāli, piemēram, alumīnijs, kas atdzesēts līdz galējām temperatūrām. Cita starpā silīcijs ir lielā mērā izvairīties, jo ir grūti kontrolēt šādā veidā ģenerētos kubitus un nav skaidrs, vai iegūto iekārtu mērogs būtu labs.

Mikroshēmu gigants Intel cer, ka griešanās kubiti palīdzēs novērst šādas bažas. Pamatideja ir izmantot sīkus mikroviļņu impulsus, lai kontrolētu elektronu griešanos silīcija ierīcē, un izmantot to, lai efektīvi izveidotu kubitus.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Drīzumā var būt vairāk kvantu programmēšanas valodu nekā kvantu datoru.

Akadēmiķi ir strādājuši pie veidiem, kā padarīt šo pieeju efektīvāku. In papīrs publicēts šodien in Daba Delftas Tehnoloģiju universitātes Nīderlandē un Viskonsinas-Medisonas universitātes pētnieki apgalvo, ka viņiem izdevās ieprogrammēt divu kubitu mašīnu, kuras pamatā ir spin kubiti, lai izpildītu pāris algoritmus, kurus parasti izmanto kvantu mašīnu efektivitātes pārbaudei. ieskaitot tādu, ko varētu izmantot datubāzes meklēšanai.

Tomass Vatsons, viens no pētniekiem, saka, ka komandas panākumu pamatā bija tādas lietas kā labāku veidu atrašana, kā kalibrēt iekārtas vārtus vai pamata kvantu shēmas. Viņš domā, ka uz silīciju balstītas sistēmas galu galā varētu ļaut kubitus iesaiņot blīvāk nekā citas pieejas. Jo tuvāk kubiti ir viens otram, jo ​​vieglāk ir panākt, lai tie ietekmētu kaimiņus, kas palielina mašīnu skaitļošanas jaudu.

Tomēr ne tikai mājīgums ir svarīgs. Ja kubiti var ietekmēt attālākos kaimiņus, kā arī tuvumā esošos, tad datoram būs vēl vairāk skaitļošanas muskuļu, kas jāsaliek. Tas ir bijis pētnieku uzmanības centrā Prinstonas Universitātē, Konstancas Universitātē Vācijā un Apvienotajā kvantu institūtā / NIST Merilendā. Citā papīrs publicēts Daba , viņi apraksta metodi mikroviļņu fotonu izmantošanai, lai palīdzētu savienot attālos kubitus.

Joprojām ir daudz darāmā, lai panāktu, ka uz silīcija bāzes izgatavoti kubiti tiek uztverti nopietnāk, taču potenciāls pastāv. Viņi paliek kvantu stāvokļos ilgāk nekā to supravadošie kolēģi, kas ļauj ar tiem veikt vairāk darbību. Tie var darboties arī augstākā temperatūrā, kas nozīmē, ka tiem nav nepieciešams tik sarežģīts aprīkojums, lai tos atbalstītu.

Intel uzskata, ka tas viss atvieglos kvantu datoru mērogošanu līdz miljoniem kubitu, kas nepieciešami, lai izveidotu patiešām noderīgu komerciālu sistēmu, tāpēc tā ir atbalstījusi pētniekus, kuri strādā pie kvantu tehnoloģijas, kuras pamatā ir silīcija. Tā arī plāno sākt ražot vafeles ar daudziem tūkstošiem mazu kubitu bloku tajā pašā rūpnīcā, kas apstrādā tās progresīvās tranzistoru tehnoloģijas.

Bet pat lielākais silīcija fans ierobežo savas likmes kvantu sacīkstēs: Intel izstrādā arī supravadošus kubitus.

paslēpties