[ad_1]

تصویر

تصویر: تصویر اتمی دو اهدا کننده متقابل به شکل سیلیکون بیشتر

اعتبار: CQC2T

محققان مرکز تعالی رایانه های کوانتومی و فناوری های ارتباطی (CQC)2T) آنها با استفاده از محاسبات کوانتومی سیلیکون (SQC) “نقطه شیرین” را برای قرار دادن کیوبیت ها در سیلیکون برای افزایش پردازنده های کوانتومی مبتنی بر اتم پیدا کردند.

تولید بیت یا کیوبیت کوانتوم با قرار دادن دقیق اتمهای فسفر در سیلیکون – روشی که توسط CQC معرفی شده است2T Director ، پروفسور میشل سیمونز – رویکرد برتر جهان در زمینه توسعه یک کامپیوتر کوانتومی سیلیکونی است.

در یک مطالعه تیمی که امروز در ارتباطات طبیعت، ثابت شده است که قرارگیری دقیق برای ایجاد تعاملات پایدار – یا اتصالات – بین کیوبیت ها ضروری است.

پروفسور Sven Roge ، رهبر این مطالعه ، گفت: “ما موقعیت مناسب را برای ایجاد تعاملات قابل تولید ، قوی و سریع بین کیوبیت ها پیدا کردیم.”

“ما برای طراحی یک پردازنده چند کیوبیتی و در نهایت یک رایانه کوانتومی مفید به این تعاملات پایدار نیاز داریم.”

دو دروازه کیوبیت – بلوک اصلی ساختمان کامپیوتر کوانتومی – از تعاملات بین جفت کیوبیت ها برای انجام عملیات کوانتومی استفاده می کنند. در مورد کیوبیت های اتمی در سیلیکون ، تحقیقات قبلی نشان داده است که برای موقعیت های خاص در بلور سیلیکون ، فعل و انفعالات بین کیوبیت ها حاوی یک جز component نوسانی است که می تواند باعث کند شدن عملیات دروازه شود و کنترل آنها را دشوارتر کند.

پروفسور رودج گفت: “برای تقریباً دو دهه ، طبیعت بالقوه ناپایدار تعاملات چالشی برای گسترش است.”

“اکنون ، از طریق اندازه گیری های جدید فعل و انفعالات کیوبیت ، ما درک عمیقی از ماهیت این نوسانات را توسعه داده ایم و یک استراتژی را برای قرار دادن دقیق برای ایجاد ثبات برهم کنش های کیوبیت ارائه داده ایم. این نتیجه ای است که بسیاری معتقد بودند امکان پذیر نیست.”

یافتن “نقطه شیرین” در تقارن بلوری

محققان می گویند آنها اکنون دریافته اند دقیقاً مکانی که کیوبیت قرار می دهید برای ایجاد تعاملات قوی و سازگار ضروری است. این بینش مهم پیامدهای قابل توجهی در طراحی پردازنده های بزرگ دارد.

دکتر بنوئت بوئیسن ، نویسنده اصلی این تحقیق ، گفت: “سیلیکون یک کریستال ناهمسانگرد است ، به این معنی که جهتی که در آن اتم ها قرار دارند می تواند تأثیر متقابل بر تعاملات بین آنها بگذارد.”

“در حالی که ما قبلاً در مورد این ناهمسانگردی می دانستیم ، هیچ کس به طور دقیق تحقیق نکرده است که چگونه می توان از آن برای کاهش نیروی فعل و انفعال نوسان استفاده کرد.”

“ما دریافتیم که در یک سطح مشخص از بلور سیلیکون که در آن تعامل بین کیوبیت ها پایدارتر است ، یک زاویه یا یک نقطه شیرین وجود دارد. نکته مهم ، این نقطه شیرین از طریق تکنیک های لیتوگرافی میکروسکوپ تونل زنی اسکن (STM) قابل دستیابی است. ) در UNSW. “

“بالاخره ، هم مسئله و هم حل آن مستقیماً از تقارن بلوری ناشی می شود ، بنابراین این یک پیچ و تاب خوب است.”

با استفاده از STM ، تیم توانست نقشه عملکرد موج اتم ها را در تصاویر 2D ترسیم کرده و موقعیت مکانی دقیق آنها را در بلور سیلیکون شناسایی کند – اولین بار در سال 2014 با مطالعه منتشر شده در مواد طبیعی و در سال 2016 پیشرفت کرد ماهیت فناوری نانو کاغذ.

در آخرین مطالعه ، این تیم از همان روش STM برای مشاهده جزئیات اتمی برهم کنش بین کیوبیت های اتمهای متصل استفاده کردند.

دکتر ووازین می گوید: “با استفاده از تکنیک تصویربرداری حالت کوانتومی ، می توانیم برای اولین بار ناهمسانگردی در عملکرد موج و اثر تداخل را مستقیماً در صفحه مشاهده کنیم – این یک نقطه شروع برای درک نحوه بازی این مشکل بود.”

“ما فهمیدیم که ابتدا باید قبل از مشاهده تصویر کامل ، اثرات هر یک از این دو ماده را جداگانه بررسی کنیم تا مشکل حل شود – بنابراین می توانیم این نقطه شیرین را پیدا کنیم که به راحتی با دقت موقعیت اتمی ارائه شده توسط STM ما سازگار است. تکنیک لیتوگرافی. “

ساخت اتم رایانه کوانتومی سیلیکون توسط اتم

دانشمندان UNSW از CQC2T رهبران جهانی در رقابت برای ساخت رایانه های کوانتومی مبتنی بر اتمی در سیلیکون هستند. محققان از CQC2T و شرکت تجاری مرتبط با آن SQC تنها تیم در جهان هستند که توانایی دیدن موقعیت دقیق کیوبیت های خود را در یک حالت جامد دارند.

در سال 2019 ، گروه سیمونز به مرحله اصلی در روش قرارگیری دقیق رسید – تیم ابتدا سریعترین دروازه را با دو کیوبیت در سیلیکون ساخت ، دو کیوب اتمی را نزدیک به یکدیگر قرار داد ، و سپس نظارت و اندازه گیری آنها را کنترل کرد حالت چرخش در زمان واقعی. این مطالعه در طبیعت.

اکنون ، با آخرین دستاوردهای تیم Rogge ، محققان CQC2T و SQC برای استفاده از این فعل و انفعالات در سیستم های پردازنده مقیاس پذیر بزرگتر قرار دارند.

پروفسور سیمونز می گوید: “توانایی مشاهده و قرار دادن دقیق اتم ها در تراشه های سیلیکون ما همچنان یک مزیت رقابتی برای تولید رایانه های کوانتومی در سیلیکون است.”

تیم های ترکیبی سیمونز ، روگ و رحمان در حال کار با SQC برای ساخت اولین کامپیوتر کوانتومی مفید و تجاری در سیلیکون هستند. همراه با CQC2در دانشگاه UNSW در سیدنی ، هدف SQC ساخت بالاترین کیفیت و پایدارترین پردازنده کوانتومی است.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir