Физики из Австралии близки к созданию первой квантовой микросхемы

15 Декабря 2017

МОСКВА, 15 декабря Физики и инженеры из Австралии выяснили, как можно напечатать полноценный квантовый компьютер из множества кубитов внутри миниатюрного кремниевого ставка, используя уже существующие методики изготовления микропроцессоров, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

Маленький шаг для человечества

Дзурак и его коллеги по университету уже несколько лет разрабатывают компоненты, необходимые для сборки полноценного квантового компьютера. Так, в 2010 9-12 месяцу 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 эти из него и оставалась важной 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. В прошлом 9-12 месяцу им удалось защитить кубиты от помех, сделав большой шаг в сторону создания рабочего квантового компьютера.

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

Решив эту проблему в начале этого года, австралийские ученые задумались о том, как можно склеить кубиты в единое полное и научиться печатать их так, как это делают производители электроники при создании микросхем.

Проблема, как объясняет Дзурак, была в том, что кубиты гораздо более чувствительны к различным помехам и неточностям при передаче данных, чем транзисторы или ячейки памяти, из-за чего их крайне сложно объединять в цепочки и подключать к шинам данным. По сути, каждый кубит и систему радиосвязи с ним нужно настраивать неизбитого, что не позволяет поставлять их промышленным путем.

Заря квантового века

Австралийским физикам уродилось обойти это препятствие, склеив каждый кубит с небольшим набором обычных транзисторов и особых блочный, так называемых плавающих затворов, которые автоматически подстраиваются под особенности работы ячеек квантового компьютера и позволяют им общаться милый с другом и передавать эти во внешний мир.

Наша архитектура охватывает в себя несколько обычных транзисторов, которые управляют работой большой двумерной сетки из кубитов, используя почти те же альтернаты и протоколы, которые сегодня применяются в обычной компьютерной парамнезии. К примеру, ввожу электроды над кубитами, мы можем записывать в него эти, меняя его спин, а включая электроды между ними, мы можем заставить их соединяться друг с другом и проводить вычисления, объясняет Менно Вельдхорст (Menno Veldhorst), коллега Дзурака.

Как отмечают оба ученых, в их чип уже встроены протоколы квантовой коррекции ошибок, которые необходимы для проведения реальных вычислений и организации работы квантовых компьютеров, содержащих в себе тысячи и миллионы кубитов. Главная задача сегодня, как подчеркивает Дзурак, есть лишь в изготовлении такого ставка. Часть его элементов, как отметил ученый, уже была успешно изготовлена и проверена в его лаборатории.

Конечно, наш дизайн может претерпеть какие-то изменения во время производства реальных ставков, но все ключевые компоненты, необходимые для проведения квантовых вычислений, уже в нем присутствуют. В любом случае, нам удалось показать, как можно объединить в одном чипе миллионы кубитов, что необходимо для создания действительно спасительных и мощных квантовых компьютеров, заключает физик.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики из Австралии близки к созданию первой квантовой микросхемы

комментарии (0)

Другие интересные новости

Фильм "Партнеры" победил в конкурсе короткометражного кино ММКФ