Mảng chấm lượng tử có thể điều khiển phá vỡ kỷ lục kích thước – Thế Giới Vật Lý

Các nhà nghiên cứu tại QuTech ở Hà Lan đã phát triển một phương pháp điều khiển một mảng lớn các chấm lượng tử với số lượng đường điều khiển tương đối nhỏ. Kỹ thuật này là một bước quan trọng hướng tới sự phát triển của các hệ lượng tử có thể mở rộng cho điện toán lượng tử và các công nghệ lượng tử khác.

Chấm lượng tử là tập hợp các nguyên tử có kích thước nano có thể lưu trữ thông tin lượng tử dưới dạng bit lượng tử hoặc qubit, tạo thành nền tảng cho máy tính lượng tử. Tuy nhiên, hiện tại, mỗi qubit cần có đường điều khiển riêng hoặc cổng tĩnh điện để điều khiển trạng thái lượng tử của nó. Vì một máy tính lượng tử đầy đủ chức năng sẽ cần hàng triệu qubit để hoạt động, điều này đồng nghĩa với việc cần có hàng triệu dòng điều khiển. Điều này không thực tế lắm và là một trong những trở ngại cho việc mở rộng quy mô công nghệ lượng tử.

Sản phẩm QuTech các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Menno Veldhorst, đã áp dụng cách tiếp cận “điều khiển chung” lấy cảm hứng từ kiến ​​trúc điện toán truy cập ngẫu nhiên cổ điển, trong đó hàng triệu bóng bán dẫn được vận hành chỉ với vài nghìn dòng. Trong kỹ thuật của mình, họ đã tạo ra một con chip lượng tử chứa hệ thống 16 chấm lượng tử trong một mảng giống như bàn cờ 4 × 4. “Các chấm lượng tử của mảng được xử lý chung bằng cách sử dụng một số điện áp điều khiển dùng chung và cho phép chúng tôi giới hạn các spin (lỗ) không ghép đôi trong mỗi vị trí,” giải thích Francesco Borsoi, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại QuTech và là tác giả đầu tiên của một nghiên cứu về Công nghệ nano tự nhiên về công việc.

Tỷ lệ tương tự như tỷ lệ trong chip máy tính thông thường

“Theo cách này, tỷ lệ của các đường điều khiển với số chấm lượng tử là tuyến tính phụ, tuân theo 'Quy tắc thuê' với số mũ là 0.5,” Borsoi tiếp tục, trích dẫn một mô hình định luật lũy thừa được quan sát bởi nhà khoa học EF Rent của IBM cho cổ điển tính toán vào những năm 1960. “Nói cách khác, và bằng cách mở rộng khái niệm này hơn nữa, chúng ta có thể tưởng tượng việc kiểm soát một triệu qubit chỉ với khoảng một nghìn dòng điều khiển.”

Ông nói, mặc dù còn nhiều việc phải làm trước khi đạt được con số này, nhưng con số này sẽ tương ứng với một tỷ lệ tương tự như tỷ lệ ở các chip máy tính thông thường.

Các nhà nghiên cứu giải quyết thách thức gửi tín hiệu điều khiển tới hàng triệu qubit cùng một lúc

“Kiến trúc của chúng tôi có lợi thế là có thể mở rộng theo quy mô được xác định bởi hệ số Rent đã được chứng minh là có khả năng mở rộng trong công nghệ cổ điển,” ông nói Thế giới vật lý. “Do đó, các mảng thanh ngang loại này có thể có thể được sử dụng như các ô đơn vị có cấu trúc lớn hơn và được kết nối để tạo thành một mạng lưới các thanh ghi điện toán lượng tử.”

Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch tập trung vào các cách điều chỉnh các mảng chấm lượng tử lớn như vậy theo cách đáng tin cậy. Điều này có thể liên quan đến các phương pháp học máy có thể cho phép điều chỉnh khả năng mở rộng và tự động của các chấm lượng tử cũng như các tương tác của chúng. Borsoi cho biết: “Chúng tôi cũng có kế hoạch nghiên cứu cách thực hiện các hoạt động lượng tử có chọn lọc trong các mảng như vậy đồng thời giảm thiểu nhiễu xuyên âm tín hiệu và phát triển các nền tảng vật liệu rất đồng nhất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho tất cả các thách thức trên”.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/controllable-quantum-dot-array-breaks-size-record/