可控量子点阵列打破尺寸记录 – 物理世界

荷兰 QuTech 的研究人员开发了一种用相对较少数量的控制线控制大量量子点的方法。 该技术是开发用于量子计算和其他量子技术的可扩展量子系统的重要一步。

量子点是纳米级原子的集合，可以以量子位或量子位的形式存储量子信息，构成量子计算机的基础。 然而目前，每个量子位都需要自己的控制线或静电门来操纵其量子态。 由于功能齐全的量子计算机需要数百万个量子位才能工作，这意味着需要数百万条控制线。 这不太实用，并且是扩大量子技术规模的绊脚石之一。

曲泰科技 研究人员，领导者 门诺·维德霍斯特（Menno Veldhorst），采用了受经典随机访问计算架构启发的“共享控制”方法，其中数百万个晶体管仅用几千行即可运行。 在他们的技术中，他们制造了一个量子芯片，在 16×4 棋盘状阵列中托管 4 个量子点系统。 “阵列的量子点使用一些共享的控制电压来共同寻址，并允许我们限制每个位点中不成对的（空穴）自旋，”解释道 弗朗西斯科·博尔索伊QuTech 的博士后研究员，也是一项研究的第一作者 自然纳米技术 关于工作。

与传统计算机芯片相似的比率

Borsoi 继续说道：“通过这种方式，控制线随量子点数量的缩放是次线性的，遵循指数为 0.5 的‘Rent 规则’”，并引用了 IBM 科学家 EF Rent 观察到的经典幂律模式。 1960 世纪 XNUMX 年代的计算。 “换句话来说，通过进一步扩展这个概念，我们可以想象仅用大约一千条控制线来控制一百万个量子比特。”

他说，尽管在达到这个数字之前还需要做更多的工作，但这个数字将对应于与传统计算机芯片类似的比率。

研究人员攻克了同时向数百万个量子位发送控制信号的挑战

“我们的架构具有可扩展性的优势，正如租金因素所定义的那样，该因素已被证明在经典技术中是可扩展的，”他告诉我们 物理世界。 “因此，这种类型的交叉阵列也许可以用作更大结构的单位单元，并连接起来形成量子计算寄存器网络。”

研究人员现在计划重点研究以可靠的方式调整如此大的量子点阵列的方法。 这可能涉及机器学习方法，这些方法可以实现量子点及其相互作用的可扩展和自主调整。 Borsoi 表示：“我们还计划研究如何在此类阵列中执行选择性量子操作，同时最大限度地减少信号串扰，并开发非常均匀的材料平台来应对所有上述挑战。”

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