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传统计算的核心材料也可能只是下一代机器的核心

在过去的一年中发表的三篇突破性论文证实,硅与量子计算的竞争技术并驾齐驱,包括那些正在企业巨头谷歌,微软和IBM积极研究的技术。

创建量子纠缠对形成量子位,量子计算的核心,迄今为止需要使用复杂的,奇特的材料和结构,例如蜂窝状氮化硼和激光中的捕获分子。

虽然这些技术非常有前途,但它们有一个重要的缺点 - 抛弃数万亿美元和数十年的研发投资于传统计算材料硅。

现在,由新南威尔士大学(UNSW)的Andrew Dzurak领导的澳大利亚团队取得了一系列突破,突然使硅成为量子计算机开发材料研究的主要焦点。

Qubits有很大的希望,但与传统计算中的不同,它们容易出错。这意味着复杂计算需要数百万才能进行纠错。

使用现有技术形成量子纠缠对,任何潜在的量子计算机都是不可行的大。这就是新南威尔士大学研究人员最近发表的三篇论文如此重要的原因。

所述第一,发表在杂志自然电子,显示硅达到为99.96%的一种量子位逻辑的精度(或保真度)。

这使得它与所有其他竞争性量子比特技术相提并论”,Dzurak解释说,“因为所有量子比特都有错误,如果我们想进行有用的计算,这些必须保持很低,否则计算的最终答案将是不可靠的“。

结果随后在Nature杂志上发表了第二篇论文,证明了两个量子比特的计算精度达到了98%,这是一个重要的步骤,因为将量子比特连接在一起就是如何进行量子计算。

“我们认为,在不久的将来,我们将获得更高的保真度,为全面,容错的量子计算开辟道路,”Dzurak说。

“我们现在处于两个量子比特精度的边缘,这个精度足以进行量子误差校正。”

这两组结果是构建更可行的量子计算机的关键,因为更高的精度意味着纠错所需的冗余量子位更少。

一个第三篇论文,刚刚发表在杂志自然纳米技术,把团队的工作,以一个全新的实用水平。

“它表明,只使用一根导线(在这种情况下是纳米级电极)就可以读出硅器件中量子位的状态,大大简化了全尺寸量子处理器芯片所需的片上电子器件, “Dzurak解释道。

处理问题所需的量子位越少,结合每个量子位所需的读数大小就越小,大大减小了量子计算机的尺寸和复杂性,从而使其更接近现实。

业界已经注意到了。

在UNSW,澳大利亚公司硅量子计算(SQC)和CMOS芯片制造的合资企业中,基于工业标准的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管,使用硅的系统的扩展成为可能。法国技术机构CEA的能力。

在使用硅进行量子计算革命时,澳大利亚研究人员已经证明,旧元素可以被教授新的技巧。

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