Piihin perustuvan kvanttitietokoneen suunnitelma

21.12.2017

UNSW-14_silicon_spinqubits_chip_2-300.jpgUniversity of New South Walesin (UNSW) insinöörit ovat esitelleet piitekniikkaan perustuvan suunnitteluratkaisun, jonka avulla voi luoda täydellisen suunnitelman kvanttitietokoneen sirusta, joka voidaan valmistaa käyttämällä vakiintuneita teollisuusprosesseja ja komponentteja.

Se ovat laatineet professori Andrew Dzurak UNSW:stä ja tohtori Menno Veldhorst, joka oli tutkijana UNSW:ssä, kun konsepti laadittiin. Hän on nykyään kvanttiteknologian tiimijohtaja QuTech -tutkimusorganisaatiossa.

Veldhorstin mukaan uuden suunnittelun voima on se, että ensimmäistä kertaa se luo mahdollisen teknisen suunnittelupolun kohti miljoonien kvanttibittien luomista.

"Suunnitelmamme sisältää tavanomaisia pii-transistorikytkimiä, jotka kytkeytyvät päälle (on) kubittien välillä valtavassa kaksidimensionaalisessa ryhmässä, käyttäen ruudukkomaista "sana" ja "bitti" valinnan protokollaa, joka on samanlainen kuin bittien valitseminen tavanomaisessa tietokoneen muistisirussa", tarkentaa Vendhorst.

Tutkijat osoittavat kuinka transistoripohjaista ohjauspiiriä yhdessä varauksen tallentavien elektrodien kanssa voidaan käyttää ajamaan tiheää ja skaalattavaa kaksiulotteista kubittijärjestelmää. Kubitit määritellään kvanttipisteisiin rajatun yksittäisen elektronin spinin tilassa, joita kytketään vaihtokytkentöjen kautta ja hallitaan mikroaaltokaviteetilla sekä mitataan porttiperusteisen hajottavan luennan kautta.

Kvanttitietokoneissa on käytettävä virheenkorjauskoodeja, joka tarvitsee lukuisia kubitteja yksittäisen datapalan tallentamiseksi. UNSW:n suunnitelma sisältää uudenlaisen virheenkorjauskoodin, joka on suunniteltu nimenomaan spin-kubiteille ja operoi miljoonien kubittien parissa.

"Odotamme, että tähän malliin tarvitaan edelleen muutoksia, kun siirrymme kohti valmistusmenetelmää, mutta kaikki kvanttilaskennassa tarvittavat keskeiset komponentit ovat nyt integroitavissa yhdelle sirulle.

Suunnitelma on harppaus eteenpäin piihin perustuvissa spin-kubiteilla. Kaksi vuotta sitten Dzurak ja Veldhorst osoittivat ensimmäisinä kuinka kvanttilogiikkalaskelmat voitiin tehdä piipiirissä luomalla kahden kubitin logiikkaportin, joka on keskeinen kvanttitietokoneen rakennelohko.

UNSW-tiimi on saanut 83 miljoonan Yhdysvaltain dollarin rahoituksen kehittääkseen vuoteen 2022 mennessä 10-kubitin prototyypin piille integroidusta kvanttipiiristä, joka olisi toteutuessaan ensimmäinen askel piille rakennetulle kvanttitietokoneelle.

Aiheesta aiemmin:

Piirakenne avaa portin kvanttitietokoneille

Kubittien flip-flop

28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »