在全面运作和有能力的道路上又打破了记录:对硅中 6 量子位量子处理器的完全控制。
研究人员称其为该技术的“主要垫脚石”。
量子位(或量子位)是经典计算位的量子等价物,只是它们可以处理更多的信息。 得益于量子物理学,它们可以同时处于两种状态,而不仅仅是单一的 1 或 0。
困难在于让大量量子位按照我们需要的方式运行,这就是为什么跳跃到 6 个量子位很重要。 能够在硅中操作它们吗? 与当今电子设备中使用的材料相同? 使该技术更具可行性。
“这今天的挑战由两部分组成,”量子计算研究员斯蒂芬·菲利普斯说来自荷兰代尔夫特理工大学。 “开发质量足够好的量子位,并开发一种允许人们构建大型量子位系统的架构。”
“我们的工作属于这两类。并且由于建立一个这是一项巨大的努力,我认为可以公平地说,我们在正确的方向上做出了贡献。”
量子位由固定成一排的单个电子组成,间隔 90 纳米(人的头发大约是直径75,000纳米)。 这一系列“量子点”被放置在硅中,其结构类似于标准处理器中使用的晶体管。
通过仔细改进电子的准备、管理和监控方式,该团队能够成功控制它们的自旋? 实现量子位状态的量子力学特性。
研究人员还能够根据需要创建逻辑门和两个或三个电子的纠缠系统,且错误率较低。
研究人员利用微波辐射、磁场和电势控制和读取电子自旋,将它们作为量子位进行操作,并使它们根据需要彼此交互。
“在这项研究中,我们突破了硅中量子位数量的极限,并实现了高初始化保真度、高读出保真度、高单量子位门保真度和高双量子位状态保真度,”电气工程师 Lieven Vandersypen 说道,同样来自代尔夫特理工大学。
“真正引人注目的是,我们在一次实验中对创纪录数量的量子比特一起展示了所有这些特征。”
到目前为止,已经成功地用硅制造并控制到必要的质量水平? 所以我们正在讨论的是在这种类型的量子位的可能性方面向前迈出了一大步。
构建量子位有不同的方法吗?,哪里还有更多的量子比特一起运行? 科学家们仍在寻找可能是最好的前进方向的方法。
硅的优势在于制造和供应链都已经就位,这意味着从科学实验室到实际机器的过渡应该更加简单。 工作仍在继续,将量子比特记录推向更高。
“通过精心设计,可以增加硅自旋量子位数量,同时保持与单个量子位相同的精度,”电气工程师 Mateusz Madzik 说道来自代尔夫特理工大学。
“这项研究中开发的关键构建模块可用于在下一次研究迭代中添加更多量子位。”
该研究发表于自然。