Quantencomputer einen Schritt näher an der Realität nach Silizium Codierung Durchbruch

Im Rennen um die erste funktionelle Quantencomputer, australische Forscher an der University of New South Wales finden Codierung möglich in Silizium zu bauen


Australische Forscher haben gezeigt, dass eine Quanten-Version der Computer-Code auf einem Silikon-Mikrochip mit einem Höchstmaß an Genauigkeit, die jemals aufgezeichnet geschrieben werden kann.

Ein Quanten-Computer verwendet Atome statt Transistoren als seine Verarbeitungseinheit, ermöglicht es, mehrere komplexe Berechnungen gleichzeitig und mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Im Rennen um das erste funktionale Quantum bauen haben Computer-Wissenschaftler auf der ganzen Welt versucht, Quanten-Code zu schreiben, in den unterschiedlichsten Materialien wie Cäsium, Aluminium, Niob-Titan-Nitrid und Diamant.

Aber Forscher an der University of New South Wales haben lange wurden stützen ihre Forschung rund um Silizium, denn Silizium ist der Baustein aller modernen elektronischen Geräte, die Quanten-Code in einem Silikon-Mikrochip einfacher, kostengünstiger und hoch skalierbar machen würde.

Zum ersten Mal gelang es ihnen, ein paar Quantenbits – Einheiten der Quanteninformation auch bekannt als Qubits – in Silizium zu verwickeln. Qubits ermöglicht Computern Zugangscode wesentlich reicher als die digitalen Codes in normalen Computern die Quantencomputer gibt ihre Übermacht.

Von "Wucherwurzeln" zwei Qubits, in diesem Fall ein Elektron und Kern von einem einzigen Phosphor-Atom, zeigten die Forscher, dass die Partikel verbunden blieb, auch wenn getrennt, so dass Aktionen, die auf eine noch die andere betroffen.

"Qubits sind physische Objekte, die haben zwei typische Zustände, so vorstellen, eine Spritztour, die zeigen können, Norden oder Süden, oder eine Schaltung wo Strom im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, alle binären Möglichkeiten fließen kann," Professor Andrea Morello, der die Studie leitete, sagte.

"Aber wenn man die beiden zusammen verstricken, Sie erhalten eine Überlagerung von verschiedenen Kombinationen von binären Wahl, also ein Spin kann jetzt Nord und Süd, und der Strom im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn fließen kann. Zwei binäre Dinge ereignen sich zur gleichen Zeit."

Diese Verschränkung meinte ein Quantencomputer Sprache oder Code wesentlich reicher als standard digitale Codes, die in normalen Computern verwendet zugegriffen werden konnte, mit diesen speziellen Codes geben Quantencomputer ihre Übermacht, er.

"Sie davon können als ein zusätzliches Vokabular", meint Morello, Programmmanager bei Centre for Quantum Computation and Communication Technology.

"Wenn Sie sprechen, haben Sie 26 Buchstaben und ein paar hunderttausend Wörter zur Verfügung. In einem klassischen Computer ist das Vokabular einer Kombination von Nullen und Einsen, die ihren Code darstellen.

"In einem Quantencomputer stellen Sie vor, dass Sie die gleichen Nullen und Einsen, aber da Verschränkung von Quanten-Bits können Sie in einer Weise unmöglich auf normalen Computern verbinden, es wäre das Äquivalent von plötzlich haben 1 Milliarde neue Wörter zur Verfügung, um Sie mit den gleichen 26 Buchstaben.

"Deshalb Quanten-computing so mächtig ist."

Um mathematisch beweisen, dass die Verschränkung der beiden Teilchen geschehen war, musste die Feststellung vorbei an den Glocken Test, eine strenge und unversöhnlich, die sogar die kleinste Unvollkommenheit erkennt.

Die Forschung bestand den Test mit der höchsten Punktzahl, die jemals in einem Experiment. Die Ergebnisse wurden in der internationalen Fachzeitschrift Nature Nanotechnology am Dienstag veröffentlicht.

Professor Andrew Dzurak, ein Silizium-Nanofabrikation-Experte sagte, dass es bewiesen, dass Silizium eine "fantastische" Plattform für Quanten-computing war.

"Wir vermuteten, dass seit einiger Zeit, aber dies zeigt es sehr deutlich, und es zeigt auch, dass diese Einzelatom-Quantenbits sehr, sehr vielversprechend sein können", sagte er.

"Im Bereich der Silizium-basierten Quantencomputer, Australien ist deutlich an der Spitze und ist nun gut zwei Jahre vor unserer nächsten Konkurrenz im Feld."

Morello sagte derzeit es war ein ziemlich begrenztes Verständnis von was ein funktionale Quantencomputer tun konnte, da gab es kein Prototyp.

"Es ist schwer, einen neuen Algorithmus ohne einen Computer, um es zu versuchen zu erfinden", sagte er.

Aber das größte Potenzial Quanten-computing vielleicht im Bereich der Medizin war, sagte er.

"Würden Sie keinen Computer, wo man sagen könnte, Sie hatte Krebs und Fragen es welche Molekül zu injizieren, um es zu töten, wollen?" Morello, sagte.

"Der Grund warum, den Sie das jetzt nicht, ist, weil selbst wenn Sie volles Verständnis der Krebszelle tötet dich hatten, gibt es keine Berechnung, die diese Frage beantworten kann, wie es ein Quanten-Problem ist. Dies ist, wo die Quanteninformatik den größten Einfluss haben könnte."

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