中国科学家提出新设想:半导体量子环构建量子计算机

时间:2018-01-05来源:神灯娱乐官网

  神灯娱乐介绍量子核算机是经过叠加和羁绊的量子现象来完成核算力的添加。量子叠加使量子比特可以一起具有0和1的数值,可进行“同步核算”;量子羁绊使分处两地的两个量子比特能共享量子态,发明出超叠加效应:每添加一个量子比特,运算性能就翻一倍。理论上,具有60个量子比特的量子核算机可瞬间完成百亿亿次核算(E级核算)。

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  量子核算的巨大潜在价值,使得它成为最炽热的研讨项目之一。中美日欧各国都在整合各方面研讨力气和资源展开协同攻关,谷歌、微软、IBM 、英特尔等科技公司也现已开端量子核算的研讨。本年5月,IBM发布16个量子比特的体系,半年之后即发布新型的20位量子比特的量子核算机,并声称已成功开宣布一台50位量子比特的原型机。谷歌量子硬件负责人约翰·马丁尼斯(John Martinis)则在10月泄漏谷歌已具有22个量子比特的芯片,并且计划在明年发布49个量子比特的芯片。我国也在5月初发布了国际首台超越前期经典核算机的光量子核算机,成功完成了10个超导量子比特羁绊,估计年末可以完成操纵20个量子比特。

  作为信息载体的量子比特的完成方法,是量子核算机的研讨中一项关键性技能。优异的量子比特完成方法一般需求满意几项特定的要求,如较为简单的物理载体的完成方法、简单的初态制备和操作、较长的相干时刻等等。

  现在,量子比特的完成方法主要有光子、离子阱、超导环、半导体量子结构等,根据这些不同物理载体完成的量子核算机各有优劣,如光子相干时刻较长但难以观测和操控,超导环易于操控但相干时刻极短,而离子阱尽管相干时刻较长且易于操控,但由于需求频繁的激光操作,因此效率不高。

  此次我国科学院微电子研讨所微电子器材与集成技能要点实验室、重庆邮电大学理学院、厦门大学物理科学与技能学院半导体光子学研讨中心、浪潮集团的相关研讨人员从理论上提出的半导体量子环想象,可运用半导体量子多电子环中电子自旋轨道耦合调控的手法,经过外场或电子数的方法完成对量子态的有效调控,并经过光学手法很简单勘探。更重要的是,根据半导体量子结构的完成机制则可以使用现有的半导体工艺,然后可以较为滑润地从经典的半导体芯片过渡到量子芯片。