دانشمندان نشان داده اند که اطلاعات کوانتومی اسپین الکترون می تواند به یک فوتون در یک تراشه کوانتومی سیلیکون منتقل شود. این امر برای اتصال بیت های کوانتومی در تراشه مهم است و اجازه می دهد تا تعداد زیادی از کوبیدها را در مقیاس بزرگتر اندازه گیری کنیم.
نژاد کوانتومی تسریع در توسعه تراشه کوانتومی سیلیکونی است
مسابقه جهانی برای ایجاد پردازنده های کوانتومی بیشتر، بهتر و قابل اطمینان به سرعت در حال پیشرفت است، به عنوان یک تیم از دانشمندان TU Delft به رهبری پروفسور Vandersypen دوباره برگزار شد. در یک رقابت سربه سر با رقبا، آنها نشان دادند که اطلاعات کوانتومی اسپین الکترون می تواند به یک فوتون در یک تراشه کوانتومی سیلیکون منتقل شود. این امر برای اتصال بیت های کوانتومی در تراشه مهم است و اجازه می دهد تا تعداد زیادی از کوبیدها را در مقیاس بزرگتر اندازه گیری کنیم. کار آنها امروز در مجله Science منتشر شد.
رایانه کوانتومی آینده قادر به انجام محاسبات بسیار فراتر از ظرفیت رایانه های امروز است. سوپراپوزیسیون کوانتومی و درهم آمیختگی بیت های کوانتومی (کوبیت ها) امکان انجام محاسبات موازی را فراهم می سازد. دانشمندان و شرکت های در سراسر جهان در حال ایجاد چیپ های کوانتومی به طور فزاینده بهتری با بیت های کوانتومی بیشتری هستند.QuTech (تراشه هوشمند)در دلفت سخت کار بر روی انواع مختلف تراشه های کوانتومی است.
مواد آشنا در اتصال بیت های کوانتومی
هسته تراشه های کوانتومی از سیلیکون ساخته شده است. پروفسور Lieven Vandersypen از QuTech و موسسه علم نانوسيدی Delft، “Silicon به طور گسترده ای در ترانزیستورها استفاده می شود و می توان آن را در تمام دستگاه های الکترونیکی پیدا کرد.” این یک ماده ای است که ما با آن آشنا هستیم. “ اما سیلیکون نیز مواد بسیار امیدوار کننده برای تکنولوژی کوانتومی است. جوزی ژنگ، کاندیدای دکترا: “ما می توانیم از میدان های الکتریکی برای گرفتن الکترون های تک در سیلیکون برای استفاده به عنوان بیت های کوانتومی (کوبی) استفاده کنیم. این ماده جذاب است زیرا اطمینان می دهد که اطلاعات در کوبی برای مدت زمان طولانی ذخیره می شود.”
سیستم های بزرگ برای اتصال بیت های کوانتومی
محاسبات مفیدی نیاز به مقدار زیادی از کوبیات دارد و این افزایش مقیاس به تعداد زیادی است که یک چالش در سراسر جهان را فراهم می کند. “برای استفاده از کوبیت های زیادی در همان زمان، آنها باید به یکدیگر متصل شوند؛ نیازی به برقراری ارتباط خوب دارند،” در حال حاضر، الکترون هایی که به صورت کوبیت در سیلیکون اسیر می شوند، تنها می توانند تماس مستقیم فوری با خودشان داشته باشند. “این باعث می شود که تعداد زیادی از کوبیت ها به اندازه کافی برسند.”
دیگر سیستم های کوانتومی از فوتون برای تعاملات طولانی استفاده می کنند. سالهاست که این نیز هدف اصلی سیلیکون بود. فقط در سال های اخیر دانشمندان مختلف در این زمینه پیشرفت کرده اند. دانشمندان دلفت در حال حاضر نشان داده اند که یک اسپین الکترون تک و یک فوتون تنها می تواند بر روی تراشه سیلیکون متصل شود. این اتصال باعث انتقال اطلاعات کوانتومی بین اسپین و فوتون می شود. گوجی ژنگ: “این برای اتصال بیت های کوانتومی دور در یک تراشه سیلیکون مهم است، به این ترتیب راه بالا بردن بیت های کوانتومی بر روی تراشه های سیلیکون قرار می گیرد.”
به سوی مرحله بعدی در اتصال بیت های کوانتومی
Vandersypen به تیم خود افتخار می کند: “تیم من این نتیجه را در مدت زمان نسبتا کوتاه و تحت فشار زیادی از رقابت های جهانی به دست آورد.” این یک پیشرفت واقعی Delft است: “نوادار سامقرادزه افزود:” بستر در دلفت ساخته شده است، تراشه ای که در اتاق های تمیز دلفت ایجاد شده است و تمامی اندازه گیری ها در QuTech انجام شده است. “ دانشمندان اکنون در مورد مراحل بعدی سخت تلاش می کنند. Vandersypen: “هدف در حال حاضر انتقال اطلاعات از طریق فوتون از چرخش الکترون به دیگری است.”
