Физики из Австралии создали первую квантовую "интегральную схему"

© Fogarty et al. / Nature Communications 2018Первая квантовая интегральная схема на базе кремнияПервая квантовая интегральная схема на базе кремния
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 30 окт – РИА Новости. Австралийские ученые создали первую полноценную "квантовую" кремниевую микросхему, способную исполнять все манипуляции с кубитами без помощи "внешних" приборов. Результаты их опытов и перспективы ее применения были представлены в журнале Nature Communications.

Так художник представил себе то, как работает квантовый компьютер Михаила Лукина и его коллег
Физики из России и США создали первый 51-кубитный квантовый компьютер
"Классические технологии "печати" микросхем позволят нам создавать миллионы кубитов внутри одного чипа. Это крайне важно для создания универсальных квантовых вычислительных машин, способных корректировать свои собственные ошибки и работать неограниченно долго", — заявил Эндрю Дзурак из университета Нового Южного Уэльса (Австралия).

Дзурак и его коллеги по университету уже несколько лет разрабатывают компоненты, необходимые для сборки полноценного полупроводникового квантового компьютера. Так, в 2010 году они создали квантовый одноэлектронный транзистор, а в 2012 году — полноценный кремниевый кубит на основе атома фосфора-31.

В 2013 году они собрали новую версию кубита, которая позволяла почти со 100% точностью считывать данные из него и оставалась стабильной очень долго. В октябре 2015 года Дзурак и его команда сделали первый шаг к созданию первого кремниевого квантового компьютера, объединив два кубита в модуль, выполняющий логическую операцию ИЛИ. Недавно им удалось защитить их от помех, сделав большой шаг в сторону создания "рабочей" квантовой машины. 

Физики из Австралии настраивают работу квантовой рации
Физики из Австралии создали "рацию" для квантовых чипов

Оставался один шаг – научиться объединять подобные кубиты, используя те же полупроводниковые технологии, что и сами ячейки квантовой памяти. Сделать это было крайне тяжело, так как "обычные" полупроводниковые кубиты могут взаимодействовать друг с другом лишь на небольшом расстоянии.

Решив эту проблему два года назад, австралийские ученые задумались о том, как можно "склеить" кубиты в единое целое и научиться "печатать" их так, как это делают производители электроники при создании микросхем. Плодом этих размышлений стали первые планы по созданию квантовых "микросхем", представленные командой Дзурака в прошлом декабре.

Алексей Федоров, физик из Российского квантового центра
Квантовые нейросети: как Россия может стать родиной искусственного разума

Эти идеи, как отмечает Дзурак, его команде недавно удалось воплотить на практике, используя так называемую КМОП-технологию – одну из самых распространенных и отработанных методик изготовления микросхем. Ученые применили ее для "печати" всех компонентов кубитов, а также микроволновых излучателей, квантовых точек и транзисторов, необходимых для корректной записи новых данных в квантовую ячейку памяти.

Работу этого чипа ученые проверили, записав и считав произвольные наборы данных в два соседних кубита. Как показал этот эксперимент, время работы ячеек памяти несколько снизилось, упав до четверти микросекунды. При этом они были достаточно стабильными, а манипуляции с индивидуальными кубитами не вносили помехи в содержимое их соседей. 

Так художник представил себе вечные кубиты и узлы в квантовой глобальной сети
Физики создали первый квантовый чип с "вечной" памятью

Вероятность появления ошибок в их работе, как отмечают ученые, пока составляет 5%, что достаточно мало для кремниевых узлами квантовых машин, но пока слишком много для создания полноценного универсального квантового компьютера, способного решать любые задачи.

Как надеются Дзурак и его коллеги, дальнейшие опыты и совершенствование технологий "печати" позволит им довести этот показатель до магической отметки в 1%, при достижении которой коррекция ошибок начинает работать даже на небольшом числе кубитов.

РИА Наука
Комментарии
3 пользователя оставили 3 комментария
Затраты и результаты.
Четверть микросекунды = 250 наносекундам. Самые обычные компьютеры работают на частотах в несколько гигагерц это доли наносекунд. Кубит выполняющий одну функцию ИЛИ и два таких кубита на кристале - ну очень "круто". 5% "точности" с потугами на 1%? Обычная двоичная арифметика и логика абсолютно точные.
"Закон INTEL" о регулярном удвоении тактовой частоты и плотности упаковки на кристале уже давно не работает. Эта технология достигла физического предела. Из других статей про этих австралийских физиков сложилось впечатление что они чем то не тем занимаются. Если когда нибудь и будет создан квантовый компьютер то на совершенно других физических принципах и технологиях.
В принципе только недавно так же и с полупроводниковыми транзисторами баловались. Так что при таком рвении скоро получим новый виток вычислительной техники. Я к примеру хочу чтобы смартфон с квадрокоптером скрестили. надоело его таскать и убогий он прибор по сравнению с моей фантазией.:))
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена