Ученые совершили большой прорыв в развитии квантовых компьютеров.
Cоздание квантового компьютера — это нелегкий процесс, требующий комплексного подхода для решения самых разных задач. И одна из основных проблем заключается в необходимости использования дорогих экзотических материалов для создания таких же экзотических электронных схем. К счастью, команда инженеров из Университета Нового Южного Уэльса смогла создать первый в мире квантовый логический вентиль на основе традиционного кремния.
Инженеры создали устройство, которое позволяет двум квантовым битам (кубитам) взаимодействовать друг с другом. Благодаря тому, что этот логический вентиль построен на базе кремния, создание настоящего квантового компьютера стало ближе к реальности.
В обычных электронных компьютерах (будь то ПК, планшет или смартфон) информация хранится в виде битов, имеющих значение 0 и 1. В квантовых же компьютерах кубиты способны находится в состоянии (или, другими словами, иметь значения) и 0 и 1 в одно и то же время. Эта способность кубитов в теории позволит квантовым компьютерам значительно быстрее проводить множество одновременных и параллельных вычислений.
Проблема же заключается в том, что полноценному квантовому компьютеру нужно производить операции не просто с одним отдельно взятым кубитом, а научить эти кубиты взаимодействовать друг с другом. Такой двубитный процесс может быть использован для создания логических вентилей — базовых элементов цифровой схемы, выполняющих элементарную логическую операцию. Квантовые логические вентили ученые уже создали. Однако их создание потребовало использования экзотических материалов.
Ранее было «доказано», что создать квантовый логический вентиль на базе кремния будет невозможно.
«Квантовое логическое состояние закодировано в спине одиночного электрона», — объясняет Эндрю Джурак, руководитель нового исследования.
«Основная проблема заключается в том, как создать логический канал между двумя электронно-спиновыми кубитами, так как электронам необходимо находиться друг от друга на очень близком расстоянии (около 20-40 нанометров), и при этом нам нужна возможность управления такими электронами. Было доказано, что ввиду чрезмерно малых масштабов добиться этого практически невозможно или по крайней мере очень и очень трудно».
Для решения вопроса новая команда исследователей решила позаимствовать некоторые концепты работы существующих транзисторов и добилась взаимодействия между собой кубитов на основе кремния. Они взяли транзисторы, не сильно отличающиеся от тех, которые используются в наших компьютерах и смартфонах, реконфигурировали их таким образом, чтобы один из транзисторов имел только один связанный с ним электрон. Так как состояние квантового бита может определяться спином отдельного электрона, этот процесс превратил каждый транзистор в отдельный кубит. В опубликованной статье в журнале Nature команда исследователей рассказала о том, что они могут использовать металлические электроды на транзисторах для управления кубитами и их взаимодействия между собой.
«Ключевым прорывом было обнаружение того, что мы можем независимо обращаться к каждому кубиту в отдельности, путем обычного изменения вольтажа, подаваемого на металлический затвор над ним», — объясняет Джурак.
«Это действительно упрощает нашу задачу по работе с квантовыми логическими гейтами».
Создание подобной квантовой схемы на базе кремния является действительно важным достижением, потому что компьютерный мир активно использует именно этот материал. Команда ученых отмечает, что так как их подход в общем и целом использует уже существующие технологии, то создать полноразмерный квантовый чип получится гораздо быстрее. Хотя задача все равно будет непростой.
«Потребуется много инженерной работы для разработки топологии соединений, необходимых для операций чтения и записи тысяч или даже миллионов CMOS-кубитов», — объясняет Джурак.
«Так как работа построена на заимствовании многих аспектов дизайна CMOS-чипов, нам необходимо реорганизовать эти аспекты в рамках сотрудничества с производителями и разработчиками этих CMOS-чипов».
«При достаточном уровне инвестиций, в течение 5 лет у нас появятся чипы с десятками, а то и сотнями содержащихся в них CMOS-кубитов», — говорит Джурак.
Поделитесь записью с друзьями
Посмотреть ещё 9 фотографий
Вещи, которые нельзя доверять мужьям:
Посмотреть ещё 4 фотографии
Сайт знакомств в Серпухове с телефонами и фото без регистрации бесплатно
Сайт знакомств онлайн в Серпухове бесплатно
Сайт знакомств в Серпухове для брака бесплатно
Сайт знакомств в Серпухове с номерами телефонов бесплатно
Сайт знакомств в Серпухове с женщинами кому за 30 бесплатно
Сайт секс знакомств в Серпухове без регистрации бесплатно
Сайт знакомств в Серпухове с мужчинами с номерами телефонов без регистрации бесплатно
© 2008‒2025 Социально‐развлекательная сеть «Фотострана». Пользователей: 24 429 919 человек
ООО «Фотострана» ОГРН: 1157847426076 ИНН: 7813238556
Адрес: 197046, РФ, г. Санкт-Петербург, муниципальный округ Посадский вн. тер. г., Певческий пер., д. 12, литера А, пом. 3-Н, ч. пом. 3
Email: support@fotostrana.ru
Основной ОКВЭД - 63.11.1 Деятельность по созданию и использованию баз данных и информационных ресурсов
Виды деятельности в соответствии с перечнем видов деятельности в области информационных технологий, утвержденным приказом Минцифры РФ от 11 мая 2023 г. № 449 - 1.01. и 2.0
Информация об используемых языках программирования, наименованиях фреймворков, программного обеспечения:
Языки: PHP, C++, С, Python, Go, JavaScript, TypeScript, Java, Kotlin, Swift
Фреймворки: Slim, Vue.js, React
Информация о реализуемом (разрабатываемом) программном обеспечении и о стоимости прав на неактивированные данные и команды через виртуальные ценности Фотомани доступна здесь и здесь
Информация, позволяющая идентифицировать программы для электронных вычислительных машин и баз данных, включенной в единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных (далее – реестр) в реестре, а также способы предоставления прав использования такой программы размещена здесь
Следующая запись: Иначе никак
Лучшие публикации