Mehr als ein Wort wechselt vom Quantenpunkt zum Quantenring
Quantum Computing hat eine der heißesten Forschungsprojekte der heutigen worden und Implementierung von Quantenbits als Informationsträger, ist eine Schlüsseltechnologie der Quantencomputerforschung.
Vor kurzem von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Institut für Mikroelektronik und Langchao Electronic Information Industry Co., Ltd R & D Team von Forschung Zusammenarbeit, gemeinsame Chongqing Universität für Post und Telekommunikation, die Forscher der Universität Xiamen Papiere veröffentlicht in Bezug auf vorgeschlagene Mehrelektronentheorie Halbleiter-Quanten einen Quantencomputer Vision Ring zu bauen, reich Quantenbit-Implementierung.
Ausgedrückt als korrespondierender Autor des Papiers, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Institut für Mikroelektronik IC Pilotverfahren R & D Center Forscher Wu Zhenhua die Wissenschaft und Technik Täglich Reporter akzeptieren, sagte er: ‚konstruiert Ring Qubits Halbleiter-Quanten verwendet wird, das eine neue Idee ist, einen Quantencomputer auf der Basis der vorhandenen ausgereiften Halbleitertechnologie zu bauen "
Die Transistorgröße liegt nahe der physikalischen Grenze
In den letzten 40 Jahren ist die Mikroelektronikindustrie der Vorhersage des Mooreschen Gesetzes gefolgt und hat ihre rasante Entwicklung fortgesetzt.
Allerdings‘, wie die Technologie fortschreitet, mehr und mehr integrierte Vorrichtungen, die Anzahl der Transistoren auf einem Chip immer mehr ist, eine einzelne Transistorgröße kleiner. Kann der Strom gesagt werden, dass die Entwicklung von Halbleiterchip ist in der Nähe der physikalischen Grenze von der Größe, Moores Gesetz ist zu Ende, ein dringender Bedarf an der Entwicklung neuer Prinzipien und neue Computing-Gerätearchitektur, die wachsenden IT-Anforderungen gerecht zu werden. ‚Wu Zhenhua erklärt,‘ in diesem Zusammenhang, Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern studieren energisch die Gesetze der Quantenmechanik, die Entwicklung von Quantencomputern und Quanten Informationstechnologie, entwickelt, um die traditionellen Computer praktische Quantencomputer zu ersetzen, ultra-hohe Kapazität Superquanten parallel-Computing zu erzielen. "
‚Quantencomputer realisiert wird durch Überlagerung und Verschränkung Phänomen des Wachstums der Quantenrechenfähigkeit. Qubits Quantenüberlagerung einen Wert von 1 und 0 in der gleichen Zeit haben kann, kann es sein,‘ Synchronisation ‚jeden weiteren Qubit Berechnung Rechenleistung verdoppelt . "Ein weiterer Autor des Artikels, Dr. Liu Yu, Inspur AI und HPC, sagten.
Derzeit haben Google, Microsoft, IBM, Intel und andere Technologie-Unternehmen Quanten-Computing-Forschung ausgelegt. Liu Yu sagte, dass IBM behauptet, erfolgreich einen 50-Qbit-Bit-Prototyp entwickelt haben, Quantum Hardware-Marktführer Google Google John Martins Dann im Oktober letzten Jahres ergab, dass Google hat bereits 22 Qubits von Chips, China auch Anfang Mai 2017 die weltweit ersten Quantencomputer jenseits der frühen klassischen Computer veröffentlicht, wird die erfolgreiche Realisierung der 10 supraleitenden Quantenbit Verschränkung in der nahen Zukunft erwartet Die Zukunft kann mit 20 supraleitenden Qubits manipuliert werden.
Treffen Sie einige spezifische "Indikatoren", um besser zu sein
Qualitätsquantenbit-Implementierungen müssen im Allgemeinen mehrere spezifische Anforderungen erfüllen, wie zum Beispiel eine einfachere physikalische Implementierung des Vektors, eine leichtere anfängliche Vorbereitung und Manipulation, längere Kohärenzzeiten und mehr.
‚Qubit aktuelle Implementierungen umfassen eine supraleitende Schleife, gefangene Ionen, Halbleiter-Quantenpunkte, Diamanten freien Stellen, jedes Kind Topologie, wie Photonen, bei der jede Technik ihre eigenen Vorteile und Nachteile hat, ist der letzte Kurs in der Zukunft nicht klar ‚Wu Zhenhua sagte Reportern. ihm zufolge das obige Programm, das die meisten Halbleiter-Programm Quantenpunkten Kernstärken, die auf Basis von bestehenden Halbleiterprozessen entwickelt werden können, schnellere Arbeitsgeschwindigkeit, einfache Integration mit hoher Dichte zu erreichen, die eine große Anzahl von Forschungseinrichtungen angezogen Betroffen.
Allerdings‘, in Halbleiter-Quantenpunkten starker Quanten-Confinement-Effekt, so dass die elektronischen kurze Kohärenzzeit, die elektronischen schwer verstrickt. Für dieses Problem, verwenden wir Konfiguration Interaktion (Konfiguration Interaktion) Methode wurde einschließlich studierte 3-6 Elektronen Halbleitertheorie Quantenmehr elektronische Zustände finden unterschiedliche Anzahl von Elektronen in dem Quanten-Ring, werden verschiedene Verschlingung Kopplung zwischen den Elektronen bilden, und können mit dem angelegten Magnetfeld, elektrisches Feld weist unterschiedliche Eigenschaften unterscheiden, um Quantenzustand Regelung zu erzielen. Ferner Unsere Forschung hat auch systematisch das Schema der Messung der Eigenschaften von Quantenringen durch Optik erklärt, sagte Liu Yu.
Verfügbar mit bestehender Halbleitertechnologie
In Liu und Yu Wu Zhenhua Meinung, einen Multi-Elektronen-Ring Halbleiter-Quanten Qubit zu bauen, ist ein neues Konzept der bestehenden einzelner Halbleiter-Quantenpunktes elektronische Programme. Haupthindernis Quanten-Computing zu erreichen wird verwendet, um den Quantenzustand zu berechnen, ist schwer aufrecht zu erhalten, ist es oft kurze Kohärenzzeit gesagt. Studien haben gezeigt, dass in Bezug auf den Halbleiterquantenpunkt, der Halbleiter-Quantenlimit Potentialring ist leicht, das Elektron kohärente mehr einzustellen, bessere Rahmenbedingungen für den Betrieb des Qubits. nur eine einzige Halbleiter-Quantenpunkt-Elektronenspin Feinsteuerung der experimentellen Anforderungen schwierig.Multiple elektronische Quantenring mit elektronischen Hybrid-Quantenzahl und Elektronenspin-Zustand Quantenbits, so haben mehr Freiheit zu manipulieren.Zusätzlich Quantenpunkte, ist das Elektron bei Null gebunden Der Dimensionsraum. Elektronen in Quantenringen haben auch die Freiheit zur Orbitalbewegung im quasi-eindimensionalen Raum, wodurch neue Kodierungsmöglichkeiten jenseits des Spins solcher Ladungen geschaffen werden.
Außerdem 'dieselbe wie der Halbleiterquantenpunkt, kann der Quantenring ebenfalls herkömmliche Halbleiterprozesse ausgeführt, kann relativ glatter Übergang von dem klassischen Quantenhalbleiterchip auf dem Stand der Technik Chip basierte. Sagte Wu Zhenhua.
Diese neue Forschung ist die Frucht der Forschungskooperation Liu Yu sagte: ‚Diese Studie ein strengeren und präzise theoretischen Simulationsverfahren verwendet, aber eine riesige Menge an Berechnung, Forschungskooperation mit dem Institut für Mikroelektronik der Langchao Group, Nutzen Sie die Vorteile von Inspur im HPC-Bereich und beide Parteien werden weiterhin die Zusammenarbeit fördern und neue Durchbrüche auf dem Gebiet des Quantencomputers anstreben.