Ohjattava kvanttipistetaulukko rikkoo kokoennätyksen – Physics World

QuTechin tutkijat Hollannissa ovat kehittäneet tavan hallita suurta joukkoa kvanttipisteitä suhteellisen pienellä määrällä ohjauslinjoja. Tekniikka on tärkeä askel kohti skaalautuvien kvanttijärjestelmien kehittämistä kvanttilaskentaa ja muita kvanttiteknologioita varten.

Kvanttipisteet ovat nanokokoisia atomikokoelmia, jotka voivat tallentaa kvanttitietoa kvanttibittien tai kubittien muodossa, jotka muodostavat kvanttitietokoneiden perustan. Tällä hetkellä jokainen kubitti vaatii kuitenkin oman ohjauslinjansa eli sähköstaattisen portin kvanttitilan manipuloimiseksi. Koska täysin toimiva kvanttitietokone vaatii miljoonia kubitteja toimiakseen, tämä tarkoittaa miljoonien ohjauslinjojen tarvetta. Tämä ei ole kovin käytännöllistä ja on yksi kompastuskivistä kvanttiteknologioiden laajentamisessa.

- QuTech tutkijat johtamana Menno Veldhorst, otti käyttöön "jaetun ohjauksen" lähestymistavan, joka on saanut inspiraationsa klassisista satunnaissaantilaskenta-arkkitehtuureista, joissa miljoonia transistoreita käytetään vain muutamalla tuhannella juovalla. Tekniikkassaan he tekivät kvanttisirun, joka isännöi 16 kvanttipistejärjestelmän 4 × 4 shakkilaudan kaltaisessa taulukossa. "Matriisin kvanttipisteet osoitetaan kollektiivisesti muutamalla jaetulla ohjausjännitteellä, ja niiden avulla voimme rajoittaa parittomat (reikä)kierrokset jokaiseen paikkaan", selittää. Francesco Borsoi, QuTechin post doc -tutkija ja vuonna XNUMX tehdyn tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Luonnon nanoteknologia työssä.

Suhde on samanlainen kuin perinteisissä tietokonesiruissa

"Tällä tavalla kontrolliviivojen skaalaus kvanttipistenumerolla on alilineaarinen ja noudattaa "vuokrasääntöä", jonka eksponentti on 0.5", Borsoi jatkaa viitaten IBM:n tutkijan EF Rentin havainnoimaan teholakimalliin klassisen musiikin osalta. laskenta 1960-luvulla. "Toisin sanoen, ja laajentamalla käsitettä, voimme kuvitella hallitsevamme miljoonaa kubittia vain noin tuhannella ohjauslinjalla."

Vaikka paljon enemmän työtä on tehtävä ennen kuin tämä luku voidaan saavuttaa, tämä luku vastaisi suhdetta, joka on samanlainen kuin perinteisissä tietokonesiruissa, hän sanoo.

Tutkijat kohtaavat haasteen lähettää ohjaussignaaleja miljoonille kubiteille kerralla

"Arkkitehtuurimme etuna on, että se on skaalautuva Klassisessa tekniikassa skaalautuvaksi osoittautuneen Rentin tekijän mukaan", hän kertoo. Fysiikan maailma. "Tämän tyyppisiä poikkipalkkitaulukoita voitaisiin siis ehkä käyttää suurempien rakenteiden yksikkösoluina ja liittää ne muodostamaan kvanttilaskentarekisterien verkoston."

Tutkijat aikovat nyt keskittyä tapoihin virittää tällaisia ​​suuria kvanttipistetaulukoita luotettavalla tavalla. Tämä voi sisältää koneoppimismenetelmiä, jotka voivat mahdollistaa kvanttipisteiden ja niiden vuorovaikutusten skaalautuvan ja autonomisen virityksen. "Aiomme myös tutkia, kuinka suorittaa selektiivisiä kvanttioperaatioita tällaisissa ryhmissä samalla kun minimoidaan signaalin ylikuuluminen ja kehittää hyvin yhtenäisiä materiaalialustoja, jotka helpottavat kaikkia yllä olevia haasteita", Borsoi sanoo.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/controllable-quantum-dot-array-breaks-size-record/