제어 가능한 양자점 배열, 크기 기록 경신 - Physics World

네덜란드 QuTech 연구원들은 상대적으로 적은 수의 제어 라인으로 대규모 양자점 배열을 제어하는 ​​방법을 개발했습니다. 이 기술은 양자 컴퓨팅 및 기타 양자 기술을 위한 확장 가능한 양자 시스템 개발을 향한 중요한 단계입니다.

양자점은 양자 컴퓨터의 기초를 형성하는 양자 비트 또는 큐비트의 형태로 양자 정보를 저장할 수 있는 나노 크기의 원자 집합입니다. 그러나 현재 각 큐비트에는 양자 상태를 조작하기 위해 자체 제어 라인 또는 정전기 게이트가 필요합니다. 완전한 기능을 갖춘 양자 컴퓨터가 작동하려면 수백만 개의 큐비트가 필요하므로 이는 수백만 개의 제어 라인이 필요함을 의미합니다. 이는 그다지 실용적이지 않으며 양자 기술을 확장하는 데 걸림돌 중 하나입니다.

XNUMXD덴탈의 큐테크 연구진이 이끄는 메노 벨드호스트, 수백만 개의 트랜지스터가 단 몇 천 개의 라인으로 작동되는 고전적인 랜덤 액세스 컴퓨팅 아키텍처에서 영감을 받은 "공유 제어" 접근 방식을 채택했습니다. 그들의 기술에서 그들은 16×4 체스판과 같은 배열로 4개의 양자점 시스템을 호스팅하는 양자 칩을 만들었습니다. "어레이의 양자점은 몇 가지 공유 제어 전압을 사용하여 집합적으로 처리되며 각 사이트에서 쌍을 이루지 않은(홀) 스핀을 제한할 수 있습니다."라고 설명합니다. 프란체스코 보르소이, QuTech의 박사후 연구원이자 다음 연구의 첫 번째 저자입니다. 자연 나노 기술 작업에.

기존 컴퓨터 칩과 비슷한 비율

"이런 방식으로 양자점 숫자를 사용한 제어선의 스케일링은 지수 0.5의 '임대 규칙"을 준수하는 하위선형입니다." Borsoi는 계속해서 IBM 과학자 EF Rent가 관찰한 거듭제곱 법칙 패턴을 인용했습니다. 1960년대 컴퓨팅. 즉, 개념을 더욱 확장하면 약 XNUMX개의 제어 라인만으로 XNUMX만 큐비트를 제어하는 ​​것을 상상할 수 있습니다.”

이 수치에 도달하려면 훨씬 더 많은 작업이 필요하지만 이 수치는 기존 컴퓨터 칩의 비율과 유사한 비율에 해당한다고 그는 말합니다.

연구원들은 한 번에 수백만 큐비트에 제어 신호를 보내는 문제를 해결했습니다.

"우리 아키텍처는 기존 기술에서 확장 가능한 것으로 입증된 임대료 요소에 의해 정의된 대로 확장 가능하다는 장점이 있습니다."라고 그는 말합니다. 물리 세계. "따라서 이러한 유형의 크로스바 어레이는 아마도 더 큰 구조의 단위 셀로 채택되고 연결되어 양자 컴퓨팅 레지스터 네트워크를 형성할 수 있습니다."

연구원들은 이제 이러한 대형 양자점 어레이를 신뢰할 수 있는 방식으로 조정하는 방법에 집중할 계획입니다. 여기에는 양자점과 양자점의 상호 작용을 확장 가능하고 자율적으로 조정할 수 있는 기계 학습 방법이 포함될 수 있습니다. Borsoi는 "우리는 또한 신호 누화를 최소화하면서 이러한 어레이에서 선택적 양자 작업을 수행하는 방법을 조사하고 위의 모든 과제를 용이하게 하는 매우 균일한 재료 플랫폼을 개발할 계획입니다"라고 말했습니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/controllable-quantum-dot-array-breaks-size-record/