Casa > Notícies > Contingut

Més d'una paraula des de punts quàntics fins anells quàntics

Jan 25, 2018

La computació quàntica s'ha convertit en un dels projectes de recerca més actuals. Com a proveïdor d'informació, la implementació de qubits és una tecnologia clau en la investigació quàntica per ordinador.

1.jpg

Recentment, la cooperativa R & amp; D de l'Acadèmia Xinesa de Ciències de la microelectrònica i marea de la indústria de la informació electrònica de la companyia limitada, la Universitat Chongqing de Màsters i Telecomunicacions, investigadors de la Universitat de Xiamen van publicar papers, es van proposar construir la teoria quàntica d'informàtica quantum electronic semiconductor electrònic per enriquir la implementació de qubit.

Com l'autor, l'Acadèmia Xinesa de Ciències Institut de la microelectrònica integra el circuit de tecnologia de plom R & amp; L'investigador del centre D Wu Zhenhua va dir a la revista Technology Daily, que va dir: "amb la construcció d'un bit quàntic d'anàlisi quàntica de semiconductors, que és una nova idea de la tecnologia de semiconductors madur existent per construir un ordinador quàntic basat en".


La mida del transistor és pròxima al límit físic

En els últims 40 anys, la indústria de la microelectrònica ha estat seguint la llei de Moore per a un desenvolupament continu i ràpid.

"Però amb el progrés de la tecnologia, la integració dels dispositius és cada vegada major, la quantitat de transistors en el xip augmenta, i la mida del transistor únic és cada vegada menor. Es pot dir que el desenvolupament de l'actual el xip de semiconductors s'acosta al límit físic de la mida. L'era de la llei de Moore arriba a la seva fi. És urgent desenvolupar nous principis informàtics i noves arquitectures de dispositius per satisfer la creixent demanda d'informàtica. "En aquest context, Wu Zhenhua va explicar: els científics d'arreu del món estudien les lleis de la mecànica quàntica, la informàtica quàntica i el desenvolupament de la tecnologia de la informació, per desenvolupar una computadora quàntica pràctica en comptes de l'ordinador tradicional, la capacitat de computació quàntica paral·lela super alta i alta ".

"Els ordinadors quàntics aconsegueixen el creixement del poder informàtic superposant i enredant fenòmens quàntics. La superposició quàntica permet que els qubits tinguin els valors de 0 i 1 alhora, i es puguin sincronitzar. Amb cada qubit addicional, el rendiment operatiu es va duplicar ". Un altre autor de comunicacions en paper, el Dr. Liu Yu, una onada d'intel·ligència artificial i computació d'alt rendiment, va dir.

Actualment, Google, Microsoft, IBM, Intel i altres empreses tecnològiques ja han exposat la recerca de la informàtica quàntica. Liu Yu va dir que IBM va afirmar haver desenvolupat amb èxit un prototip de maquinari cuántico de 50 qubit; El cap de Google John Martinez Google té 22 fitxes de qubit que es van revelar a l'octubre de l'any passat; Els xinesos també a principis de maig de 2017 van llançar la primera computadora quàntica del món més enllà de l'ordinador clàssic primerenc amb èxit. L'enlairament de 10 qubit, s'espera que en un futur proper es pugui manipular per aconseguir 20 qubits superconductors.


Per trobar una sèrie d'indicadors específics per a una millor qualitat

Les implementacions quàntiques de qualitat de bits generalment necessiten complir diversos requisits específics, com ara l'operador físic de fàcil implementació, fàcil preparació i operació inicial, temps de coherència llarg, etc.

Actualment, els esquemes de realització de bits quàntics inclouen principalment circuits superconductors, ions atrapats, punts quàntic de semiconductors, vacants de diamant, subgrups topològics arbitraris, fotons, etc. Cada tecnologia té els seus propis avantatges i desavantatges. La ruta futura encara no està clara. Wu Zhenhua va dir als periodistes. Segons la seva introducció, la solució quàntica de semiconductors té l'avantatge més important en el esquema anterior. Es pot desenvolupar i operar sobre la base de la tecnologia de semiconductors existent, i és fàcil d'implementar una integració d'alta densitat.

Però el fort efecte de confinament quàntic en els punts quàntics de semiconductors dificulta el temps coherent de l'electró i el enretament electrònic és difícil. Per resoldre aquest problema, utilitzem el mètode d'interacció de configuració (interacció de configuració), a partir d'un estudi teòric dels estats electrònics, incloent 3 a 6 electrons en l'anell quàntic de semiconductors, es va trobar la quantitat d'electrons en l'anell quàntic, i amb el camp magnètic extern, el camp elèctric i el diferent mostren les diferents característiques, per tal de realitzar el control dels estats quàntics. A més, la nostra investigació també exposa sistemàticament l'esquema de mesura de les característiques dels anells quàntics mitjançant mesurament òptic. "Va dir Liu Yu.


Es pot realitzar mitjançant l'ús de la tecnologia de semiconductors actuals

A la vista de Wu Zhenhua i Liu Yu, la construcció de bits quàntics amb anells quàntics de semiconductors multiètnics és una nova idea per a l'esquema de punts quàntics semiconductors d'un sol electró existent. El principal obstacle per realitzar la informàtica quàntica és que l'estat quàntic utilitzat per a la informàtica és difícil de mantenir, que sovint es diu que té un curt temps coherent. La investigació demostra que, en comparació amb els punts quàntics de semiconductors, el potencial limitat dels anells quàntics de semiconductors és fàcil d'ajustar, i el temps d'coherència electrònica és més llarg, el que ajuda a aconseguir més operacions de qubits. Els punts quàntics de semiconductors poden manipular el spin d'un sol electró, que és molt difícil per a l'experiment. L'anell quàntic multiètric utilitza el nombre d'electrons i l'estat de l'espín de l'electró per realitzar els qubits, per la qual cosa té més llibertats operables. A més, els electrons estan enllaçats en l'espai de dimensió zero en els punts quàntics. Els electrons en un anell quàntic també tenen el grau de llibertat en un moviment orbital quasi unidimensional, que proporciona una nova possibilitat de codificació fora de la càrrega del spin.

A més, igual que els punts quàntics de semiconductors, l'anell quàntic també es pot realitzar mitjançant l'ús de la tecnologia de semiconductors existent, de manera que es pugui transmetre sense problemes el xip semiconductor clàssic al xip quàntic basat en la tecnologia existent. Wu Zhenhua va dir.

Aquest nou resultat de la recerca és el resultat fructífer de la cooperació entre la indústria i la recerca. Liu Yu va dir: "la investigació va utilitzar un mètode de simulació teòrica més rigorosa i precisa, però la quantitat de computació és enorme. La cooperació entre l'Institut Microelectrònic i la cooperació investigadora universitària de la indústria de les ones ha posat en pràctica els avantatges de l'ona en el àrea d'informàtica d'alt rendiment. Ambdues parts continuaran promovent la cooperació i buscaran nous avenços en el camp de la informàtica quàntica ".