«Что мы имеем, переломный момент», заявил руководитель группы Эндрю Дзурэк, профессор Scientia и директор австралийского Национального Завода в UNSW.«Мы продемонстрировали логический вентиль с двумя кубитами – центральный стандартный блок квантового компьютера – и, значительно, сделали его в кремнии. Поскольку мы используем по существу ту же самую технологию устройства в качестве существующих компьютерных микросхем, мы полагаем, что будет намного легче произвести полномасштабную микросхему процессора, чем для любого из ведущих проектов, которые полагаются на более экзотические технологии.«Это делает производство квантового компьютера намного более выполнимым, так как оно основано на той же самой производственной технологии как сегодняшняя компьютерная отрасль», добавил он.
Прогресс представляет заключительный физический компонент, должен был понять обещание супермощных кремниевых квантовых компьютеров, которые используют науку об очень маленьком – странном поведении субатомных частиц – чтобы решить вычислительные проблемы, которые являются вне досягаемости даже сегодняшних самых быстрых суперкомпьютеров.В классических компьютерах данные предоставлены как биты, которые всегда находятся в одном из двух государств: 0 или 1. Однако квант укусил (или ‘кубит’) может существовать в обоих из этих государств сразу, условие, известное как суперположение.
Операция по кубиту эксплуатирует эту квантовую странность, позволяя многим вычислениям быть выполненной параллельно (система с двумя кубитами выполняет операцию на 4 ценностях, систему с тремя кубитами на 8, и так далее).«Если квантовые компьютеры должны стать действительностью, способность провести одну – и вычисления с двумя кубитами важна», сказал Дзурэк, который совместно возглавил команду в 2012, которая продемонстрировала самый первый кремниевый кубит, также сообщил по своей природе.До сих пор не было возможно заставить два квантовых бита ‘говорить’ друг с другом – и таким образом создать логический вентиль – использование кремния. Но команда UNSW – работающий с профессором Кохеи М. Итохом из Университета Кэйо Японии – сделала просто это впервые.
Результат означает, что все физические стандартные блоки для основанного на кремнии квантового компьютера были теперь успешно построены, позволив инженерам наконец начать задачу проектирования и строительства функционирующего квантового компьютера.Главное преимущество подхода UNSW – то, что они повторно формировали ‘транзисторы’, которые используются, чтобы определить биты в существующих кремниевых чипах и превратили их в кубиты. «У кремниевого чипа в Вашем смартфоне или планшете уже есть приблизительно один миллиард транзисторов на нем с каждым транзистором меньше чем 100 миллиардных частей метра в размере», сказал доктор Менно Вельдорст, Научный сотрудник UNSW и ведущий автор статьи Природы.«Мы превратили те кремниевые транзисторы в квантовые биты, гарантировав, что у каждого есть только один электрон, связанный с ним. Мы тогда храним двоичный код 0 или 1 на ‘вращении’ электрона, который связан с крошечным магнитным полем электрона», добавил он.
Дзурэк отметил, что это, команда недавно «запатентовала дизайн для полномасштабной квантовой компьютерной микросхемы, которая будет допускать миллионы наших кубитов, все делающие типы вычислений, которые мы только что экспериментально продемонстрировали».Он сказал, что ключ затем ступает для проекта, должен опознать правильных промышленных партнеров, чтобы работать с произвести полномасштабную квантовую микросхему процессора.
У такого полномасштабного квантового процессора были бы основные применения в финансах, безопасности и секторах здравоохранения, позволяя идентификацию и развитие новых лекарств, значительно ускоряя автоматизированное проектирование фармацевтических комплексов (и минимизируя долгое тестирование метода проб и ошибок); развитие новых, более легких и более сильных материалов, охватывающих бытовую электронику к самолету; и более быстрая информация, перерывающая большие базы данных.