http://www.newtonsociety.ru
http://www.newtonsociety.ru
http://www.newtonsociety.ru
ruРус Engen

Новости науки

31.10.2018

Физики из Австралии создали первую квантовую "интегральную схему"

Физики из Австралии создали первую квантовую Физики из Австралии создали первую квантовую "интегральную схему"

Австралийские ученые создали первую полноценную "квантовую" кремниевую микросхему, способную исполнять все манипуляции с кубитами без помощи "внешних" приборов. Результаты их опытов и перспективы ее применения были представлены в журнале Nature Communications.

"Классические технологии "печати" микросхем позволят нам создавать миллионы кубитов внутри одного чипа. Это крайне важно для создания универсальных квантовых вычислительных машин, способных корректировать свои собственные ошибки и работать неограниченно долго", — заявил Эндрю Дзурак из университета Нового Южного Уэльса (Австралия).

Дзурак и его коллеги по университету уже несколько лет разрабатывают компоненты, необходимые для сборки полноценного полупроводникового квантового компьютера. Так, в 2010 году они создали квантовый одноэлектронный транзистор, а в 2012 году — полноценный кремниевый кубит на основе атома фосфора-31.

В 2013 году они собрали новую версию кубита, которая позволяла почти со 100% точностью считывать данные из него и оставалась стабильной очень долго. В октябре 2015 года Дзурак и его команда сделали первый шаг к созданию первого кремниевого квантового компьютера, объединив два кубита в модуль, выполняющий логическую операцию ИЛИ. Недавно им удалось защитить их от помех, сделав большой шаг в сторону создания "рабочей" квантовой машины. 

Оставался один шаг – научиться объединять подобные кубиты, используя те же полупроводниковые технологии, что и сами ячейки квантовой памяти. Сделать это было крайне тяжело, так как "обычные" полупроводниковые кубиты могут взаимодействовать друг с другом лишь на небольшом расстоянии.

Решив эту проблему два года назад, австралийские ученые задумались о том, как можно "склеить" кубиты в единое целое и научиться "печатать" их так, как это делают производители электроники при создании микросхем. Плодом этих размышлений стали первые планы по созданию квантовых "микросхем", представленные командой Дзурака в прошлом декабре.

Эти идеи, как отмечает Дзурак, его команде недавно удалось воплотить на практике, используя так называемую КМОП-технологию – одну из самых распространенных и отработанных методик изготовления микросхем. Ученые применили ее для "печати" всех компонентов кубитов, а также микроволновых излучателей, квантовых точек и транзисторов, необходимых для корректной записи новых данных в квантовую ячейку памяти.

Работу этого чипа ученые проверили, записав и считав произвольные наборы данных в два соседних кубита. Как показал этот эксперимент, время работы ячеек памяти несколько снизилось, упав до четверти микросекунды. При этом они были достаточно стабильными, а манипуляции с индивидуальными кубитами не вносили помехи в содержимое их соседей. 

Вероятность появления ошибок в их работе, как отмечают ученые, пока составляет 5%, что достаточно мало для кремниевых узлами квантовых машин, но пока слишком много для создания полноценного универсального квантового компьютера, способного решать любые задачи.

Как надеются Дзурак и его коллеги, дальнейшие опыты и совершенствование технологий "печати" позволит им довести этот показатель до магической отметки в 1%, при достижении которой коррекция ошибок начинает работать даже на небольшом числе кубитов.

Источник


Вы можете комментировать материалы, если зарегистрируетесь на сайте!
Запомнить

На сайте:

Интернет-журнал Ньютоновские чтения
14.05.2018
Лялин Алексей Васильевич
27.12.2017
Владислав Черепенников
Новости наукиПолитикаСолнечная система
Поиск по сайту
Карта сайта
Последнее обновление
17.11.2018 07:45