2019-03-12 07:12:01
打开缩放硅量子计算机的道路

新南威尔士大学与悉尼大学之间的研究合作克服了在硅片中构建量子计算机的根本障碍,为大规模进一步开发机器开辟了道路。

由悉尼大学的David Reilly教授和新南威尔士大学的Andrew Dzurak教授领导的这两个小组已经证明,硅中量子比特(量子比特)的状态或价值可以通过一种消除需求的方式读出在量子比特旁边有读出传感器。

结果发表于今天的Nature Nanotechnology。

Dzurak教授说:“本文结合使用单门电极技术读出信息 - 一种由David Reilly的小组于2013年开发的方法 - 需要可以使用现有硅芯片制造的量子比特单次读出技术 - 我们在2014年开发的一项功能。这种组合对于可扩展性非常重要。“

量子比特是量子计算机的构建模块。在将这些未来机器应用于解决人类面临的重大挑战(包括设计新药或协助机器学习的发展)之前,需要在复杂阵列中构建数十亿个。这提出了复杂的设计问题。

通过消除对并行读出传感器的需要,联合结果允许更简单的计算架构,这意味着可以将更多的量子位彼此并排构建。

Dzurak教授表示,演示硅中量子比特的单次读出是一个时机已经到来的结果。

Dzurak教授说:“世界各地的四个研究团队基本上同时在硅片上开发了非常相似的读出技术,所有这些都基于David的单门技术。” “其中两个在澳大利亚,一个在法国,一个在荷兰。”

“这是一个很好的结果,表明科学合作是实现容错,通用量子计算机的关键,”Reilly教授说,他在悉尼大学担任联合职务,并担任微软量子实验室主任。

“这样的机器不会建在一个单一的实验室或单一的研究所。它需要在全球范围内进行合作,与世界上一些最大的科技公司合作。”

Reilly教授也是ARC工程量子系统卓越中心的首席研究员,他说:“我们的结果是真实的证据,证明悉尼人的临界质量大于其各部分的总和。这不仅仅是并行活动在不同的机构。“

在新南威尔士大学领导该项目的Dzurak教授是新南威尔士大学澳大利亚国家制造设施(ANFF)主任,以及ARC量子计算与通信技术卓越中心的首席研究员。他说,悉尼拥有世界上最强大的量子研究生态系统之一。

“我无法想象世界上另一个城市有很多人在做量子计算,”他说。 “我们在新南威尔士大学,悉尼,麦格理和悉尼科技大学的团队中开展了各种工作:从硬件,量子控制,量子测量到量子软件。这一切都在悉尼举行。”

赖利教授说,这项研究正在与该技术的商业化同时进行。

“我在微软和安德鲁领导了一个与硅量子计算有关的项目。通过合作,我们展示了与新兴量子经济一起的强大学术合作,”他说。

Dzurak教授说:“这个结果的一个伟大之处在于它是由来自世界各地的人来到悉尼,被我们在这里建立的强大的量子科学生态系统所吸引。”

该论文的主要作者和新南威尔士大学博士。学生安德森·韦斯特说:“我被Dzurak教授及其来自美国的团队所吸引,因为我对他们用硅素据比特做的事情印象深刻。”

通讯作者Bas Hensen博士从荷兰加入新南威尔士大学,在那里他通过实验证明钻石中使用纠缠量子位的量子力学的基本原理已经为自己取名。他说:“我很想参与芯片中的量子比特,新南威尔士大学显然是最适合这种情况的地方。”

来自悉尼大学的Alexis Jouan博士为该研究做出了贡献,他最初来自法国,在那里他研究了高频二维超导体。他说:“我很高兴能够进入悉尼的Reilly小组,这是继续探索量子世界的最佳地点之一。”

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