Maailman ensimmäinen kvantti-integroitu piiri

Australialainen kvanttilaskentaa valmistava Silicon Quantum Computing (SQC) on julkistanut maailman ensimmäisen atomimittakaavassa valmistetun integroidun piirin.

Tämän analogisena kvanttiprosessorina toimiva atomitasolla integroitu piiri on tullut alle kymmenen vuotta sen jälkeen, kun tiimi ilmoitti vuonna 2012 valmistaneensa maailman ensimmäisen yksiatomisen transistorin ja se on saavutettu kaksi vuotta etuajassa.

SQC:n tiimi on käyttänyt tätä kvanttiprosessoria mallintamaan tarkasti pienen, orgaanisen polyasetyleenimolekyylin kvanttitilat – mikä todistaa lopullisesti yrityksen kvanttijärjestelmien mallintamiseen käytettävän teknologian pätevyyden.

"Tämä on suuri läpimurto", sanoo SQC:n perustaja Michelle Simmons AO. ”Nykypäivän klassisten tietokoneiden on vaikea simuloida jopa suhteellisen pieniä molekyylejä atomien välisten mahdollisten vuorovaikutusten suuren määrän vuoksi. SQC:n atomimittakaavan piiriteknologian kehittäminen antaa yritykselle ja sen asiakkaille mahdollisuuden rakentaa kvanttimalleja useille uusille materiaaleille, olivatpa ne sitten lääkkeitä, akkumateriaaleja tai katalyyttejä. Ei kestä kauan, ennen kuin voimme alkaa toteuttaa uusia materiaaleja, joita ei ole koskaan ollut olemassa."

Tuloksena on myös valtava validointi SQC:n atomien valmistuskyvylle. Prosessorin rakentamiseksi SQC:n oli integroitava useita atomikomponentteja yhteen laitteeseen, minkä se teki laitoksessaan Sydneyssä, Australiassa.

”Laitteen erinomainen tarkkuus vahvistaa SQC:n teknisen strategian keskittyä laatuun määrän sijaan. Olemme luoneet erittäin tarkan valmistustekniikan, joka avaa oven kokonaan uuteen maailmaan. Se on valtava askel kohti kaupallisen kvanttitietokoneen rakentamista”, Simmons kehuu.

Läpimurron tuottanut kvanttiprosessori täyttää myös kvanttilaskentalaitteiston skaalausvaatimukset. Se on tärkeä tekninen virstanpylväs matkalla kohti yrityksen tavoitetta toimittaa virhekorjattu prosessori.

Ensimmäisen kvantti-integroidun piirin saavuttaminen SQC:lta vaati kolmen erillisen atomitason teknologisen saavutuksen toteuttamista.

Ensimmäinen oli luoda sellaisia pieniä, samankokoisia atomeja, jotta niiden energiatasot kohdistuvat ja elektronit pääsisivät helposti niiden läpi.

Toinen oli kyky virittää kunkin pisteen energiatasot erikseen, mutta myös kaikkien pisteiden yhdessä, kvantti-informaation kulkua ohjaamaan.

Kolmas oli ryhmien kyky hallita pisteiden välisiä etäisyyksiä alle nanometrien tarkkuudella niin, että pisteet olivat riittävän lähellä, mutta pysyivät itsenäisinä elektronien kvanttikoherentissa kuljetuksessa ketjun poikki.

Laite koostuu kymmenestä fosforiatomista valmistettujen kvanttipisteiden sijoittamisesta, joita ohjataan kuudella elektrodilla. Elektrodit voivat ohjata tarkasti kvanttipisteiden sijaintia jäljitelläkseen hiiliatomien sidoksia ja energiatasoja polyasetyleenimolekyylissä. Tämä laite voi sitten toimia analogisena mallina itse molekyylille. Ja injektoimalla siihen virtaa ja mittaamalla tuloksia he voivat ennustaa, kuinka todellinen molekyyli käyttäytyisi.

Aiheesta aiemmin:

Atomitransistori toimii niin kuin pitääkin