17 Июля 2019
МОСКВА, 17 июля. Ученые из Австралии разработали первый двойной полупроводниковый кубит, ячейку памяти квантового лэптопа, способную совершать логические операции с рекордно высокой скоростью. Ее описание было представлено в журнале Nature.
Это огромный шаг вперед – можно твердо сказать, что мы умеем управлять природой на самом мельчайшем уровне. Мы не только заставили атомы взаимодействовать друг с другом, но и смогли считать информацию из одного кубита, не затрагивая его соседа. Многие считали, что это в принципе невозможно, — заявила Мишель Симмонс (Michelle Simmons) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия).
Симмонс и ее коллеги по университету уже несколько лет выстраивают компоненты, необходимые для сборки полноценного твердотельного 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 австралийские физики сделали первый шаг к созданию первого кремниевого квантового компьютера, объединив два кубита в модуль, скорпулезно исполняющий логическую операцию ИЛИ. 14 мая, 11:18Физики впервые оценили точность работы кремниевого квантового компьютера
Оставался один шаг – научиться единить подобные кубиты, используя те же полупроводниковые технологии, что и сами ячейки квантовой парамнезии. Сделать это было важного тяжело, так как обычные полупроводниковые кубиты могут взаимодействовать друг с другом лишь на меньшем расстоянии.
Решив эту проблему два года назад, австралийские ученые придумались о том, как наблатоваться печатать эти ячейки памяти так, как это делают производители электроники при создании микросхем и снизить уровень ошибок при работе с ними до крайне низких уровней. Эту проблему ядерщики из Сиднея решили в апреле этого года, поставив новый мировой рекорд по точности работы одиночных кубитов.
Благодаря всем этим открытия, одним из главных тормозов работы и развития квантовых лэптопов, как отмечает Симмонс, стало то, как очень быстрого ученые могли записывать информацию в кубиты и заставлять их обходить вычисления. В результате этого сейчас большая часть времени тратится не на ведение расчетов, а на повторную настройку кубитов, а также запись и чтение данных из них.
Австралийские ядерщики смогли ускорить эти операции примерно в две сотни раз по сравнению с самыми быстрыми простыми кубитами, осуществив простую операцию – они объединили в одном устройстве две квантовые ячейки парамнезии, расположив два атома элемента на небольшом расстоянии друг от друга.
Фактические все разработчики подобных машин считали подобный подход изначально неважным, так как никто не верил в то, что чтение или запись информации в один атом не будет мешать работе соседнего кубита. По этой причине ученые располагали кубиты на большом расстоянии друг от друга и использовали микроволновое изливание и другие квантовые шины передачи данных для обмена информацией между ними.
Симмонс и ее команда обосновали, что это не так, подобрав такое расстояние между атомами фосфора и создав такие системы управления состоянием их электронов, которые позволяли кубитам одновременно быстро обмениваться информацией, но при этом не мешать прочтению и записи.
Оказалось, что подобными свойствами обладают атомы фосфора, удаленные друг от друга всего на 13 нанометров, что на несколько порядков меньше, чем их раньше располагали коллеги Симмонс из других научных категорий. Благодаря этому простейшая логичная операция, квадратный корень SWAP, стала исполняться всего за 0, 8 наносекунды, что в сотни раз быстрее когдатошних рекордов. 30 октября 2018, 15:14Физики из Австралии сформировали первую квантовую интегральную схему
При этом, как отмечает Симмонс, двойной кубит обладал очень высокой ясностью работы – ошибки в вычислениях появлялись лишь в 1% случаев, что также очень близко к текущим рекордам для кубитов любых типов. По мнению физика, этот показатель можно будет улучшить еще примерно в 10 раз при улучшении качество исполнения производства ячеек памяти.
В ближайшие достаточно много лет физики из Австралии постараются создать первую квантовую полупроводниковую вычислительную машину на базе десяти подобных кубитов. Благодаря тому, что любую логическую команду можно реализовать на базе нескольких операций SWAP, она сможет решать фактически любую задачу, доступную для современных компьютеров.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....