突破 矽量子晶元實現遠距離通訊

2021-10-01 18:08:52 字數 1387 閱讀 2342

想象一下這樣的世界,人們只能與隔壁的鄰居交談,

要傳遞資訊

去較遠的目的地,

必須挨家挨戶地傳遞

才能到達。 截止

目前,構成矽量子計算機的硬體便一直處於

上述描述的

情況。矽量子計算機是量子計算機的一種型別,與當前其它型別的量子計算機相比,其**

相對便宜且用途更多。 近日

,普林斯頓大學的乙個團隊克服了上述這一侷限,並證明了兩個量子計算元件可以相互作用

他們使用矽「自旋」量子位元,即使在晶元上相距較遠時也可以相互作用。該研究發表在《

自然》雜誌上。

.普林斯頓大學物理學教授

eugene higgins

說:「在矽量子晶元上具備跨距離傳輸訊息的能力為我們的量子硬體帶來了新的功能。」 這項研究的負責人

jason petta

說:「我們的最終目標是將多個量子位元排列在二維網格中,從而可以執行更複雜的計算

從長遠來看,這項研究將有助於改善晶元上的量子位通訊,包括晶元到晶元之間的通訊。 」

量子計算機有潛力解決日常計算機能力之外的挑戰

,例如處理大資料

。量子位元可以比日常計算機位元處理更多的資訊,因為每個經典計算機位可以具有0或1的值,而量子

位元可以同時表示0到1之間的值範圍。為了實現量子優勢,這些未來的計算機將需要成千上萬個可以相互通訊的量子

位元。如今,來自google,ibm和其他公司的原型量子計算機包含數十種量子位元,這些量子位元是由涉及超導電路的技術製成的,但是從長遠來看,許多技術專家認為基於矽的量子位元更有潛力

矽自旋量子位比超導量子位更具優勢。首先,矽自旋量子位能保持更長時間的量子態。其次,矽在日常計算機中的廣泛使用意味著可以以低成本製造矽基量子位元。

而挑戰部分則是源於矽自旋量子位是由單電子製成的,而且體積極其小。

英特爾量子硬體主管

james clarke

說:「多個量子位之間的『互連

』是大規模量子計算機面臨的最大挑戰。」他的團隊正在使用英特爾先進的生產線製造矽量子位。「jason petta的團隊在證明自旋量子位可以長距離耦合方面做出了巨大的努力。」

該研究對於量子計算機擴充套件的量子位元是一大進展,對於發展大規模整合的量子矽量子計算機帶來新動力。

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