211service.com
Gammeldags silicium kan være nøglen til at bygge allestedsnærværende kvantecomputere
I årtier har siliciumchips været kernen i alle slags computerenheder. Men i kapløbet om at skabe kvantecomputere, en utrolig kraftfuld ny type teknologi, har silicium taget et bagsæde til andre materialer. Nye fremskridt kan gøre det mere attraktivt.
I teorien burde silicium være en god kandidat til at drive næste generations maskiner. Der er allerede en enorm infrastruktur gearet til at producere silicium computerchips. Og der findes allerede metoder til at generere qubits eller kvantebits ved hjælp af siliciumbaserede tilgange.
Qubits er de grundlæggende byggesten i kvantemaskiner. En qubits evne til at være i to tilstande ( 0 og en ) på samme tid - kendt som superposition - muliggør den massivt parallelle behandling, der er bestemt til at overgå de mest kraftfulde konventionelle computeres muligheder.
Men siliciumbaserede tilgange har vist sig mindre populære end alternative måder at generere qubits på, såsom en, der bruger superledende materialer som aluminium afkølet til ekstreme temperaturer. Blandt andre grunde er silicium stort set blevet undgået, fordi det er svært at kontrollere qubits, der genereres på den måde, og det er uklart, om de resulterende maskiner ville skalere godt.
Chipgiganten Intel håber, at spin-qubits vil hjælpe med at løse sådanne bekymringer. Den grundlæggende idé er at bruge bittesmå mikrobølgeimpulser til at styre spindet af en elektron på en siliciumenhed og bruge dette til effektivt at skabe qubits.
Relateret historie
Relateret historie Der kan snart være flere kvanteprogrammeringssprog, end der er kvantecomputere.Akademikere har arbejdet på måder at gøre denne tilgang mere effektiv. I et papir offentliggjort i dag i Natur , siger forskere ved Delft University of Technology i Holland og University of Wisconsin-Madison, at de var i stand til at programmere en to-qubit-maskine baseret på spin-qubits til at udføre et par algoritmer, der typisk bruges til at teste effektiviteten af kvantemaskiner, herunder en, der kunne bruges til at søge i en database.
Thomas Watson, en af forskerne, siger, at holdets fremskridt var baseret på ting som at finde bedre måder at kalibrere portene i maskinen på eller de grundlæggende kvantekredsløb. Han mener, at siliciumbaserede systemer i sidste ende kunne tillade, at qubits pakkes tættere sammen end andre tilgange. Jo tættere qubits er på hinanden, jo lettere er det at få dem til at påvirke naboer, hvilket øger maskinernes beregningskraft.
Det er dog ikke kun hyggen, der betyder noget. Hvis qubits kan påvirke fjernere naboer såvel som dem, der er tæt på dem, så vil en computer have endnu flere beregningsmuskler at bøje. Det har været fokus for forskere ved Princeton University, University of Konstanz i Tyskland og Joint Quantum Institute/NIST i Maryland. I en anden papir udgivet i Natur , beskriver de en metode til at bruge mikrobølgefotoner til at hjælpe med at koble fjerne qubits.
Der er stadig masser af arbejde at gøre for at få siliciumbaserede qubits til et punkt, hvor de tages mere seriøst, men potentialet er der. De forbliver i kvantetilstande længere end deres superledende modstykker, hvilket gør det muligt at udføre flere operationer på dem. De kan også fungere ved højere temperaturer, hvilket betyder, at de ikke har brug for så komplekst udstyr til at understøtte dem.
Intel mener, at alt dette vil gøre det nemmere at skalere kvantecomputere til de millioner af qubits, der er nødvendige for at lave et virkelig brugbart kommercielt system, hvorfor det har støttet forskere, der arbejder med siliciumbaseret kvanteteknologi. Man planlægger også at begynde at producere wafere med mange tusinde små qubit-arrays på den samme fabrik, som håndterer dens avancerede transistorteknologier.
Men selv siliciums største fan afdækker sine indsatser i kvanteløbet: Intel udvikler også superledende qubits.