info@panadisplay.com
Περισσότερα από ένα Word από κβαντικές κουκίδες σε κβαντικά δαχτυλίδια

Περισσότερα από ένα Word από κβαντικές κουκίδες σε κβαντικά δαχτυλίδια

Jan 25, 2018

Ο κβαντικός υπολογισμός έχει γίνει σήμερα ένα από τα πιο καυτά ερευνητικά προγράμματα. Ως φορέας πληροφοριών, η εφαρμογή qubits αποτελεί βασική τεχνολογία στην έρευνα κβαντικών υπολογιστών.

1.jpg

Πρόσφατα, ο συνεταιρισμός R & D ομάδα από την κινεζική Ακαδημία Επιστημών Ινστιτούτο της μικροηλεκτρονικής και της παλίρροιας ηλεκτρονική βιομηχανία περιοχών της βιομηχανίας πληροφοριών, κοινό Πανεπιστήμιο Τσονγκκίνγκ των ταχυδρομείων και των τηλεπικοινωνιών, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Xiamen δημοσίευσαν έγγραφα, που διατυπώθηκαν για την κατασκευή ηλεκτρονικής κβαντικής κυκλώματος ημιαγωγών θεωρία κβαντικού υπολογιστή για τον εμπλουτισμό της εφαρμογής qubit.

Ως συγγραφέας, η κινεζική Ακαδημία Επιστημών Ινστιτούτο μικροηλεκτρονικής ολοκληρωμένης κυκλωματικής τεχνολογίας R & amp; Ο ερευνητής Wu Zhenhua δήλωσε στον ερευνητή Technology Daily, δήλωσε: «Με την κατασκευή ενός κβαντικού δυαδικού ψηφιακού δακτυλίου ημιαγωγού, το οποίο είναι μια νέα ιδέα της υπάρχουσας ώριμης τεχνολογίας ημιαγωγών για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή βασισμένου σε".


Το μέγεθος του τρανζίστορ είναι κοντά στο φυσικό όριο

Τα τελευταία 40 χρόνια, η βιομηχανία μικροηλεκτρονικής ακολουθεί το νόμο του Moore για συνεχή και ταχεία ανάπτυξη.

"Αλλά με την πρόοδο της τεχνολογίας, η ενσωμάτωση των συσκευών γίνεται ολοένα και υψηλότερη, ο αριθμός των τρανζίστορ στο τσιπ αυξάνεται και το μέγεθος του ενιαίου τρανζίστορ γίνεται όλο και μικρότερο. Μπορούμε να πούμε ότι η ανάπτυξη του τρέχοντος η ημιαγωγός chip προσεγγίζει το φυσικό όριο μεγέθους.Η εποχή του νόμου του Moore έρχεται στο τέλος.Είναι επείγουσα η ανάπτυξη νέων υπολογιστικών αρχών και νέων αρχιτεκτονικών συσκευών για την κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης για υπολογιστές.Wu Zhenhua εξήγησε, "σε αυτό το πλαίσιο, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο να μελετήσουν τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, της κβαντικής πληροφορικής και της ανάπτυξης της τεχνολογίας των πληροφοριών, προκειμένου να αναπτύξουν πρακτικούς κβαντικούς υπολογιστές αντί για παραδοσιακούς υπολογιστές, εξαιρετικά υψηλή κβαντική παράλληλη υπολογιστική ικανότητα.

"Οι κβαντικοί υπολογιστές επιτυγχάνουν την ανάπτυξη της υπολογιστικής ισχύος με την επικάλυψη και την εμπλοκή των κβαντικών φαινομένων.Η κβαντική υπέρθεση επιτρέπει στα qubits να έχουν ταυτόχρονα τις τιμές 0 και 1 και μπορεί να συγχρονιστούν.Με κάθε επιπλέον qubit, διπλασιάζεται. "Ένας άλλος συγγραφέας επικοινωνίας, ο Δρ. Liu Yu, ένα κύμα τεχνητής νοημοσύνης και υπολογισμοί υψηλής απόδοσης, δήλωσε.

Προς το παρόν, η Google, η Microsoft, η IBM, η Intel και άλλες εταιρείες τεχνολογίας έχουν ήδη εκπονήσει την έρευνα των κβαντικών υπολογιστών. Ο Liu Yu δήλωσε ότι η IBM ισχυρίστηκε ότι έχει αναπτύξει με επιτυχία ένα πρωτότυπο υλικού quantum 50 qubit. Ο επικεφαλής Google John Martinez Google έχει 22 θραύσματα qubit που αποκαλύφθηκαν τον περασμένο Οκτώβριο. Οι Κινέζοι επίσης στις αρχές Μαΐου 2017 κυκλοφόρησαν με επιτυχία τον πρώτο κβαντικό υπολογιστή στον κόσμο πέρα από τους πρώτους κλασικούς υπολογιστές. Το 10 qubit εμπλοκή, αναμένεται στο εγγύς μέλλον μπορεί να χειριστεί για να επιτύχει 20 υπεραγώγιμα qubits.


Να ανταποκριθεί σε ορισμένους συγκεκριμένους "δείκτες" για καλύτερη ποιότητα

Οι εφαρμογές ποιότητας κβαντικών ψηφίων πρέπει γενικά να πληρούν αρκετές ειδικές απαιτήσεις, όπως το φυσικό φορέα εύκολης υλοποίησης, εύκολη προετοιμασία και αρχική λειτουργία, μακρύ χρόνο συνοχής κλπ ..

Προς το παρόν, τα σχήματα υλοποίησης των κβαντικών δυαδικών ψηφίων περιλαμβάνουν κυρίως υπεραγωγικά κυκλώματα, παγιδευμένα ιόντα, κβαντικές κουκκίδες ημιαγωγών, κενές θέσεις σε διαμάντια, τοπολογικές αυθαίρετες υποομάδες, φωτόνια και ούτω καθεξής. Κάθε τεχνολογία έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η μελλοντική διαδρομή δεν είναι ακόμη σαφής. Wu Zhenhua δήλωσε στους δημοσιογράφους. Σύμφωνα με την εισαγωγή του, η ημιαγώγιμη λύση κβαντικών κουκίδων έχει το πιο βασικό πλεονέκτημα στο παραπάνω σχήμα. Μπορεί να αναπτυχθεί και να λειτουργήσει με βάση την υπάρχουσα τεχνολογία ημιαγωγών και είναι εύκολο να εφαρμοστεί η ενσωμάτωση υψηλής πυκνότητας.

Αλλά το ισχυρό αποτέλεσμα κβαντικού περιορισμού σε κβαντικές κουκίδες ημιαγωγών καθιστά το ηλεκτρονικό συνεχές χρόνο βραχύ και η ηλεκτρονική εμπλοκή δύσκολη. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, χρησιμοποιήσαμε τη μέθοδο διαμόρφωσης αλληλεπίδρασης (διαμόρφωση διαμόρφωσης), από μια θεωρητική μελέτη των ηλεκτρονικών καταστάσεων που περιλάμβανε 3 έως 6 ηλεκτρόνια στον κβαντικό δακτύλιο ημιαγωγών, βρήκαμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων στον κβαντικό δακτύλιο, την ηλεκτρονική ζεύξη εμπλοκής μεταξύ διαφορετικών, και με το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, το ηλεκτρικό πεδίο και τα διαφορετικά δείχνουν τα διαφορετικά χαρακτηριστικά, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί ο έλεγχος των κβαντικών καταστάσεων. Επιπλέον, η έρευνά μας συστηματικά εξηγεί το σχήμα μέτρησης των χαρακτηριστικών των κβαντικών δακτυλίων με οπτική μέτρηση. "Είπε ο Liu Yu.


Μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας τη σημερινή τεχνολογία ημιαγωγών

Κατά την άποψη των Wu Zhenhua και Liu Yu, η κατασκευή κβαντικών δυαδικών ψηφίων με κβαντικά δακτυλίους ημιαγωγών πολλαπλών ηλεκτρονίων είναι μια νέα ιδέα για το υπάρχον σύστημα κβαντικών κουκίδων μονής ηλεκτρονίων ημιαγωγών. Το κύριο εμπόδιο για την πραγματοποίηση του κβαντικού υπολογισμού είναι ότι η κβαντική κατάσταση που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό είναι δύσκολο να διατηρηθεί, η οποία συχνά λέγεται ότι έχει σύντομο συνεκτικό χρόνο. Η έρευνα δείχνει ότι σε σύγκριση με τις κβαντικές κουκίδες ημιαγωγών, το περιοριστικό δυναμικό των κβαντικών δακτυλίων ημιαγωγών είναι εύκολο να προσαρμοστεί και ο χρόνος συσχέτισης ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερος, πράγμα που βοηθά στην επίτευξη περισσότερης λειτουργίας qubits. Οι κβαντικές κουκίδες ημιαγωγών μπορούν να χειριστούν την περιστροφή ενός ηλεκτρονίου, η οποία είναι πολύ δύσκολη για το πείραμα. Ο κβαντικός δακτύλιος πολλαπλών ηλεκτρονίων χρησιμοποιεί τον αριθμό των ηλεκτρονίων και την κατάσταση περιστροφής του ηλεκτρονίου για να πραγματοποιήσει τα qubits, έτσι ώστε να έχει πιο λειτουργικούς βαθμούς ελευθερίας. Επιπλέον, τα ηλεκτρόνια δεσμεύονται στον μηδενικό χώρο στις κβαντικές κουκίδες. Τα ηλεκτρόνια σε έναν κβαντικό δακτύλιο έχουν επίσης τον βαθμό ελευθερίας σε μια σχεδόν μονοδιάστατη τροχιακή κίνηση, η οποία παρέχει μια νέα δυνατότητα κωδικοποίησης εκτός του φορτίου της περιστροφής.

Επιπλέον, όπως οι κβαντικές κουκίδες ημιαγωγών, ο κβαντικός δακτύλιος μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με τη χρήση της υπάρχουσας τεχνολογίας ημιαγωγών, έτσι ώστε να μπορεί να μετακινηθεί ομαλά από κλασικό chip ημιαγωγών σε κβαντικό τσιπ με βάση την υπάρχουσα τεχνολογία. Wu Zhenhua είπε.

Αυτό το νέο ερευνητικό αποτέλεσμα είναι το καρποφόρο αποτέλεσμα της συνεργασίας μεταξύ της βιομηχανίας και της έρευνας. Ο Liu Yu δήλωσε: «Η έρευνα χρησιμοποίησε μια αυστηρότερη και ακριβέστερη μέθοδο θεωρητικής προσομοίωσης, αλλά το ποσό του υπολογισμού είναι τεράστιο. Η συνεργασία μεταξύ του Ινστιτούτου Μικροηλεκτρονικής και της βιομηχανικής ερευνητικής συνεργασίας του κλάδου των κυμάτων έχει φέρει σε πέρας τα πλεονεκτήματα του κύματος θα συνεχίσουν να προωθούν τη συνεργασία και να αναζητούν νέες καινοτομίες στον τομέα της κβαντικής πληροφορικής. "