물리학에서, 무어의 법칙으로 알려진 잘 알려진 법칙이있다. 무어의 법칙은 단위 면적 통합 칩 당 트랜지스터의 수가 18 개월마다 두 배로 컴퓨팅 성능을 두 배로한다고 생각합니다. 따라서, 전자 산업의 하드웨어 근거로이 칩은 사람을 새로 고침 계속 전자 정보 기술 상상력.
최근, 미래 과학 상 회의에서 '물리 과학 상'학술 보고서에서, 이론 과학의 카 블리 연구소의 이사 과학 장 FUCHUN 중국 과학원의 대학은 양자 컴퓨팅의 무어의 법칙의 침공, 양자 기술 혁명은 기술, 경제와 사회의 변화를 유도 할 것이다 '라고 '
고전적 계산의 한계
주류 칩 제조 공정은 여전히 22 나노 2017 년, IBM은 획기적인가 5nm 칩 제조 공정을 발표 할 때 14에 남아합니다. 그것은 대담한는 2020 년, 칩 제조 공정은 2 ~ 3 ㎚. 그럼에도 불구하고, 칩의 개발은 여전히 발생하는 몇 가지에이를 것으로 예측했다 병목 현상은 하나의 칩 과열, 두 번째는 양자 효과입니다. 장 FUCHUN 미래에 무어의 법칙을 확립의 가능성이 가능성이 큰 문제가 될 것이라는 점을 의미했다.
장 FUCHUN 고전 연산 및 양자 계산의 차이를 분석하여, '고전 비트가 0과 1, 큐 비트는 양자 0 양자 병렬 한 상태의 중첩, 즉 양자 논리 게이트들에 작용하여 N 개의 큐빗을 동시에 할 수있다 2N 오버레이의 계산은 오늘날의 고전적 계산 기능을 훨씬 능가합니다.
예를 들어, N 비트 정수의 복잡성을 분해, 장 FUCHUN는 고전 알고리즘이 광범위 할 수있는 대규모 연산 문제를 해결하기 위해 사용될 수있는 알고리즘의 기하 급수적 증가를 고전 양자 알고리즘 '에 비해 오랜 시간이 걸리는 것을 해독은 대량의 데이터 처리, 기상 예측, 및 다른 필드를 '이인가된다.
사실, 양자 컴퓨터의 개발은 지금 '이론과 실험'이라고 할 수있다 손에 손을 이동합니다. 장 FUCHUN는 현재 업계에서 징후 '실용적'가 있었다라고, 마이크로 소프트, 구글, IBM 및 기타 기술 거인에왔다 - 연구와 2005 년에 인력, 자재 및 금융 자원을 많이 넣어 양자 컴퓨터의 개발, 마이크로 소프트가 2015 ;. 역 Q 조사 위상 양자 컴퓨팅을 설립, D 웨이브 양자 어닐링 기계의 1,000 개 이상의 비트를 시작, 2015 년, 인텔 캐피탈은 반도체 기반을 개발 양자 컴퓨터는, 2016 년, 구글과 캘리포니아 대학 산타 바바라 양자 장치를 초전도 9 비트 달성, 2017, IBM은 17 비트 초전도 양자 장치를 달성했다고 발표했다.
고전적인 컴퓨팅 문제를 넘어 양자 컴퓨팅
장치의 양자 컴퓨팅 요구 사항은 무엇입니까? 장 푸츈 소개, 양자 컴퓨팅 장치의 구현에 필요한 조건을 확장 할 수 있습니다, 초기화, 긴 일관성, 보편적 인 게이트, 측정 할 수 있습니다. 그중, 확장 성 및 일관성은 두 가지입니다 중요한 측면은 확장 성이란 대규모 양자 계산 및 긴 결합 시간을 달성하기 위해 큐 비트의 수를 늘리는 것을 말합니다. 즉, 양자 상태는 양자 일관성을 유지하고 논리 연산에 사용될 수 있습니다.
장 FUCHUN는, 양자 계산 방식이 있지만, 장점과 단점이 말했다과 확장 성을 모두 장점 일관성 양자 문제의 긴 계산 모두를하기가 어렵습니다. "예를 들어, 초전도 방식은 확장 성을 가진 상대적으로 좋은 장점이 있지만, 그것은 또한 상대적으로 짧은 코 히어 런스 시간의 단점이있다; 장점 비교적 긴 위상 양자 이론 계산은 에러율이 낮고, 코 히어 런스 시간, 실험 '초전도 양자 컴퓨팅의 초기 단계에서만 상대적으로 열등한 예. 현재의 주류 실험 계획이지만 위상 학적 양자 계산 체계는 다른 프로그램에서 발생하는 양자 디코고 및 오류 정정 문제를 해결하기 위해 이론적으로는 미래 지향적 인 것으로 밝혀졌습니다.
양자 상태에 기초하여 정확하게 또한 비교적 성숙한 기술 분야 조정, 조절, 측정을 가지며, 쉽게 팽창 특성을 갖는, 일반적으로 종래의 반도체 칩의 미세 가공 기술, 조셉슨 접합 양자 장치를 제조 할 수있다. 장 FUCHUN 슈퍼 우리 상기 국제 수준에서 양자 컴퓨팅 가이드는 USTC, 절강 대학, 중국 과학 아카데미와 비교, 물리적 큐 비트 커플 링 시스템 협력, 성능이 매우 좋다 '의 선두에있다. 최신의 개발은 인텔의 17 큐 비트 용으로 개발 된 초전도 양자 장치입니다 이 장치의 목표는 고전적인 컴퓨터를 뛰어 넘는 계산상의 어려움을 입증하는 것입니다.
문제 결 어긋남 및 오류 정정 내결함성 양자를 해결하도록 위상 양자 계산에 상태 중 아벨 위상 서브 아프리카, 상호 작용 등 안정적인 토폴로지 큐빗 외란 불순물 대. 토폴로지 안정성 및 내구성을 실현할 수있다 계산.
분자, 원자와 같은 기본 입자와 물리적 세계의 치수는 녹색 특정 조건에서 새로운 입자 물리학의 물체 시스템을 진화.
현재 이러한 입자 자연에서 발견되지 않는 그 반입자 동일 입자에 이르렀 특징 장 FUCHUN 유입 채널, '.'라고 마요라나 페르미온 입자 관련된 위상 양자 계산있다 ". 그러나, 최근 물리 이 입자들의 대부분은 응축 된 물질에서 발견되었으며, Majoram null 모듈은 위상 적 양자 계산의 빌딩 블록이라는 중요한 문제입니다.
토폴로지 양자 컴퓨팅은 도전 과제를 제시합니다.
그래서 Majorana 입자? 장 FUCHUN는 전자쌍의 초전도기구 (쿠퍼 쌍)의 전하 대칭성 보존의 파괴. '초전도 전자와 정공의 기본 음원 정보의 중첩이 비어 있기 때문에이 것을 상기 이유 포인트는 시스템의 양전자 '에서 응축되어 있으므로 동일한 회전 규제'반입자 자체 입자 = '새로운 입자, 즉 Majorana 입자를 제조 할 수있다.'
장 FUCHUN 현재 Majorana 입자를 탐험 압축 된 자료를 소개했다. '마이크로 소프트가 초전도 나노 와이어가 선언 2 년 이내에 예상했다 일차원 나노 와이어 초전도의 InAs 나노 와이어 + S 파의. 토폴로지 큐 비트를 생산 초전도 먼저 제로 모드 나노 와이어 엔드 제로 모드 에너지 갭이 크기가 증가함에 따라 지수 적 감소를 관찰 하였다. 추가로, 청화 슈 Qikun 키랄 Majorana 제로 모드 등을 발견했다. '
양자 중독 (양자 중독) Majorana 상태와 다른 상태와 다른 Mayola 더욱이, 장 FUCHUN는 위상 양자 연산면 많은 도전 '이 입자들은 단지 본 Majorana 증거는 결론을 형성 할 수없는, 즉 입자가 멀리 떨어지기 때문에 기계적인 직조를 측정하기가 어렵습니다.
물리학 자들은 1947 년에 트랜지스터를 발명하고 반도체 산업을 개척하여 현대 정보 기술의 토대를 마련 했으므로 물리학자가 양자 컴퓨팅에서 새로운 돌파구를 마련 할 수 있을까? 장 푸춘 (Zhang Fuchun)은 자신감을 표명했다. 최근 10 년 동안 중국은 고온 초전도 및 위상 물질 분야에서 위대한 업적을 쌓았으며 토폴로지 양자 컴퓨팅의 개발을 위해 매우 훌륭한 준비를했다.