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全球首款純硅量子計算機(jī)芯片在新南威爾士大學(xué)誕生

日期:2019-03-08   人氣:  來源:互聯(lián)網(wǎng)
簡介:全球首款純硅量子計算機(jī)芯片在新南威爾士大學(xué)誕生 傳統(tǒng)計算機(jī)在計算和存儲信息的時候,使用的是0和1組成的普通比特位。但是量子計算機(jī)的量子比特位,卻能夠借助量子的物理現(xiàn)象,同時疊加0和1的任意組合狀態(tài),以與眾不同的方式、更快更好地完成同樣的任務(wù)。……

全球首款純硅量子計算機(jī)芯片在新南威爾士大學(xué)誕生

傳統(tǒng)計算機(jī)在計算和存儲信息的時候,使用的是0和1組成的普通比特位。但是量子計算機(jī)的量子比特位,卻能夠借助量子的物理現(xiàn)象,同時疊加0和1的任意組合狀態(tài),以與眾不同的方式、更快更好地完成同樣的任務(wù)。這項嶄新的技術(shù),有望在氣候和藥物研究扥該領(lǐng)域引發(fā)一場革命。當(dāng)前世界各地已對多種架構(gòu)進(jìn)行測試,并且爭相推出首個集成了數(shù)以百萬計量子比特的量子計算機(jī)處理器。

運(yùn)行中的UNSW純硅量子計算機(jī)芯片

其中包括硅自旋量子比特、離子阱、超導(dǎo)循環(huán)、鉆石空缺、以及拓補(bǔ)量子比特。遺憾的是,在上述所有架構(gòu)中,量子位都相當(dāng)脆弱、很容易產(chǎn)生計算錯誤。

即便是只包含了少數(shù)幾個量子位的量子處理器,通常也大到難以規(guī)模化生產(chǎn)。好消息是,來自澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)的研究人員們,已經(jīng)開發(fā)出了同時解決這兩個痛點(diǎn)的新型芯片設(shè)計。

UNSW的研究人員們傾向于采用硅自旋量子計算方法,因為這樣就能夠復(fù)用現(xiàn)有的硅基微處理器技術(shù)。

據(jù)近日發(fā)表在《自然通訊》(NatureCommunications)期刊上的一篇論文所述,這是一款基于互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝設(shè)計的新型計算芯片。

這顆硅量子處理器由一個巨大的二維量子比特陣列構(gòu)成,采用傳統(tǒng)的硅晶體管來控制量子位的自旋,以及用兩個量子比特來處理邏輯交互。

論文一作、MennoVeldhorst博士表示:

通過選擇量子比特位上的一個電極,我們可以控制一個量子比特的自旋,KUKA機(jī)器人維修,其存儲著‘0’或‘1’的量子二進(jìn)制編碼。而在量子位之間選擇電極,m.twshmhelmet.com,就可以在兩個量子比特上執(zhí)行邏輯交互或者運(yùn)算。

研究團(tuán)隊稱,量子計算所需的所有關(guān)鍵部件,都可以在單個芯片中實(shí)現(xiàn)。此外,該芯片的體系結(jié)構(gòu)中包含了依賴于存儲單一數(shù)據(jù)的多個量子位的錯誤校正代碼,這是專門為自旋量子比特而設(shè)計的。

為了做好生產(chǎn)的準(zhǔn)備,UNSW團(tuán)隊預(yù)計還需要對芯片設(shè)計進(jìn)行一些必要的修改。另一方面,他們對實(shí)現(xiàn)當(dāng)前里程碑的速度感到自豪,庫卡機(jī)器人,因為他們2年前才創(chuàng)建了一個雙量子位邏輯門,并演示了如何在硅芯片上進(jìn)行量子計算。

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