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全球首款 3D 原子级硅量子语音芯片架构问世

发布日期:[2019-02-22 17:32]    共阅[]次

澳洲新南韦尔斯大学近日称,该校量子计算与通讯技术卓越中心(CQC2T)的?#33455;?#20154;员已经证明,开创性的单原子技术可适用构建 3D 硅量子语音芯片,做到具精确的层间对准和高精度的自旋状态测量,并达成全球首款 3D 原子级硅量子语音芯片架构,朝构建大规模量子计算机迈出重要一步。

全球首款 3D 原子级硅量子语音芯片架构问世

由 2018 年澳洲年度最佳?#33455;?#20154;员和 CQC2T 教授 Michelle Simmons 领导的?#33455;?#20154;员表示,可将原子量子位制造技术扩展到多层硅晶体,达成引入 3D 语音芯片架构的关键组成部分,这项新?#33455;?#25104;果表已经发表在《Nature Nanotechnology》期刊。

?#33455;?#23567;组首次展示 3D 设计中使用原子级量子位来控制线路的架构的可行性,更重要的是,团队成员能让 3D 设备的不同层达到奈米精度的对齐,并显示出能透过所谓「单?#38395;?#25668;」(即在一次测量?#26657;?#20197;非常高保真度)读出量子位状态。

「这种 3D 设备架构是硅原子量子位的重大进步」,Michelle Simmons 教授表示,「为了?#20013;?#19981;断纠正量子计算的错误,我们必须并行控制许多量子位,这是量子计算领域的里程碑。」

他解释,达成这目标的唯一方法是使用 3D 架构,因此他带领的团队 2015 年开发出垂直交叉架构并申请了专利。虽然这种多层设备的制造还面临一系列挑战,不过这次的?#33455;?#25104;果证明,几年前设想的 3D 方法可行。

论文?#26657;?#22242;队展示如何在第一层量子位上构建第二个控制平面或层。「这是非常复杂的过程,简单?#27492;?#23601;是构建了第一个平面后,使用优化技术,不影响第一层结构的情况下生长第二层。」CQC2T ?#33455;?#21592;兼合著者 Joris Keizer 博士解释。

此外,团队成员还证明可将这些层?#38405;?#31859;精度对齐。Joris Keiser 博士称,「如果你在第一层硅层写了一些东西,然后在上面放一层硅层,你仍然需要确定你的位置来对齐这两层组件。我们已展示一种可在 5 奈米以下对准的技术,这非常了不起」。

最后,?#33455;?#20154;员还透过单次测量获得 3D 设备的量子位输出,而不必依赖数百万?#38382;?#39564;的平均值,Joris Keiser 博士表示,这有望促进技术再升级。

「虽然我们距离大型量子计算机还有至少 10 年距离,但 CQC2T 的工作仍然处于这个领域创新的前线。」Michelle Simmons 教授透露,他们正在系统开展大规模架构,并将最终达成技术商业化。





 

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