Квантовый компьютер будущего: новая 2D-сборка с существующей технологией

Базовые блоки квантового компьютера могут быть переставлены в 2D для решения типичных задач проектирования и эксплуатации.

Квантовые вычисления все больше становятся предметом внимания ученых в таких областях, как физика и химия, а также промышленников в фармацевтической, авиационной и автомобильной промышленности. Во всем мире исследовательские лаборатории в таких компаниях, как Google и IBM, тратят обширные ресурсы на усовершенствование квантовых компьютеров, и для этого есть все основания. Квантовые компьютеры используют основы квантовой механики для обработки значительно больших объемов информации намного быстрее, чем классические компьютеры. Ожидается, что когда будут достигнуты исправленные ошибки и отказоустойчивые квантовые вычисления, научно-технический прогресс произойдет в беспрецедентном масштабе.

Квантовий компьютер в 2D

Но создание квантовых компьютеров для крупномасштабных вычислений оказывается сложной задачей с точки зрения их архитектуры. Основными единицами квантового компьютера являются «квантовые биты» или «кубиты». Обычно это атомы, ионы, фотоны, субатомные частицы, такие как электроны, или даже более крупные элементы, которые одновременно существуют в нескольких состояниях, что позволяет быстро получить несколько потенциальных результатов для больших объемов данных. Теоретическое требование для квантовых компьютеров состоит в том, что они расположены в двумерных (2D) массивах, где каждый кубит связан со своим ближайшим соседом и связан с необходимыми внешними линиями управления и устройствами. Когда число кубитов в массиве увеличивается, становится трудно достигнуть кубитов внутри массива от края.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Группа ученых из Токийского Университета Науки, Япония, Центра Науки о Возникающих Материалах RIKEN, Япония, и Технологического Университета, Сидней, во главе с профессором Джо-Шен Цаи, предлагает уникальное решение этой проблемы доступности кубита, изменяя архитектуру массив кубитов. «Здесь мы решаем эту проблему и представляем модифицированную сверхпроводящую микроархитектуру, которая не требует какой-либо технологии 3D внешней линии и возвращается к полностью плоской конструкции», - говорят они. 

Ученые оценили выполнимость этой новой технологии посредством численной и экспериментальной оценки, в которой они проверили, сколько сигнала было сохранено до и после его прохождения через воздушный мост. Результаты обеих оценок показали, что можно построить и запустить эту систему с использованием существующей технологии и без какого-либо трехмерного устройства.

Эксперименты ученых также показали им, что их архитектура решает несколько проблем, от которых страдают трехмерные структуры: их сложно построить, возникают помехи или помехи между волнами, передаваемыми по двум проводам, и хрупкие квантовые состояния кубитов могут ухудшаться. Новый 2D дизайн уменьшает количество раз, когда провода пересекают друг друга, тем самым уменьшая перекрестные помехи и, следовательно, увеличивая эффективность системы. 

В то время, когда крупные лаборатории по всему миру пытаются найти способы создания крупномасштабных отказоустойчивых квантовых компьютеров, результаты этого захватывающего нового исследования показывают, что такие компьютеры могут быть построены с использованием существующей технологии 2D-интегральных схем. «Квантовый компьютер - это информационное устройство, которое, как ожидается, будет намного превосходить возможности современных компьютеров», - утверждает профессор Цай. Исследовательский путь в этом направлении только начался с этого исследования, и в заключение профессор Цай сказал: «Мы планируем построить небольшую схему для дальнейшего изучения всех возможностей». опубликовано econet.ru по материалам sciencenews.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet