|  | 9 октября 2015 | ---

Созданы первые квантовые базовые логические элементы на основе кремния

Квантовые вычисления


Группа ученых из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales) в Сиднее, Австралия, возглавляемая Эндрю Дзурэком (Andrew Dzurak), создала первые в своем роде кремниевые квантовые цепочки, способные выполнять простейшие логические операции. Основой этих цепочек являются специальные кремниевые транзисторы, действующие в роли квантовых битов (кубитов), и в будущем из таких транзисторов, словно как из кубиков, можно будет создавать квантовые вычислительные системы любой степени сложности.

Напомним нашим читателям, что в обычных вычислительных технологиях используются биты, способные принимать два состояния - состояние логического 0 и 1. В квантовых технологиях используются кубиты, которые помимо вышеуказанных двух состояний могут находиться и в третьем состоянии, в состоянии суперпозиции, когда их значение одновременно равно и 1 и 0. Большее количество состояний кубита позволит сократить по экспоненте время произведения сложных логических операций, которые требуются для решения тяжелых вычислительных задач, таких, как поиск, оптимизация, шифрование данных и т.п.

В более ранние времена ученые пытались использовать в качестве кубитов фотоны света, охлажденные до сверхнизких температур атомы различных химических элементов и электроны. Однако, еще никому не удавалось использовать в качестве кубита целую часть кремниевой электронной схемы. Использование кремния в этом деле имеет целый ряд своих преимуществ, кремний выступает в качестве защитного окружения кубита, которое поддерживает его стабильность и не позволяет двум соседним кубитам спонтанно взаимодействовать друг с другом.

Главным достижением австралийских ученых является кремниевый транзистор, который во многом подобен транзисторам, миллиарды которых находятся на кристаллах процессоров наших компьютеров и смартфонов. "Мы превратили достаточно обычные транзисторы в квантовые биты, обеспечив то, что в любой момент времени с транзистором связан лишь один электрон" - рассказывает доктор Менно Вельдорст (Dr Menno Veldhorst), научный сотрудник UNSW, - "В этом транзисторе информация хранится в направлении вращения электрона, в его спине, который, как известно, является одной из квантовых характеристик этой частицы, связанной с его очень слабым магнитным полем".

Квантовый логический элемент


"Мы недавно получили патент на структуру полномасштабного квантового чипа, на котором могут находиться миллионы квантовых битов" - рассказывает Эндрю Дзурэк, - "Эти транзисторы, кубиты, могут быть объединены в логические элементы, которые выполняют функции из основного базового набора".

В качестве демонстрации ученые показали логический элемент, который анализирует спин двух электронов. И когда спин одного из электронов принимает определенное значение, то цепочка изменяет спин второго электрона. И это является примером одного из самых распространенных логических элементов - двунаправленного буферного элемента, который достаточно широко используется в современной вычислительной технике. Такие элементы, соединенные в особой последовательности, могут формировать более сложные элементы, выполняющие более сложные функции с квантовыми данными.

"Данное достижение, с некоторыми оговорками, является огромным прорывом в области квантовых вычислительных технологий" - рассказывает Томас Шенкель (Thomas Schenckel), эксперт из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, - "Кремниевые кубиты пока еще проигрывают по производительности и по некоторым другим параметрам сверхпроводящим кубитам, зато сложность кремниевых квантовых вычислительных систем можно увеличивать чуть ли не до бесконечности".




Ключевые слова:
Кремний, Транзистор, Электрон, Спин, Бит, Кубит, Логический, Элемент, Чип, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • "Разноцветные" фотоны - революция в области квантовых вычислений
  • Компания Intel начинает разработку кремниевых кубитов, которые станут основ ...
  • Созданы квантовые биты, представляющие собой электронные дырки в кристалле ...
  • Квантовый скачок - ученые IBM заложили основу для практической реализации м ...
  • Ученые-физики обнаружили полупроводниковый материал, который может содержат ...

  • Сертификат соответствия таможенного союза сертификация по техническим регламентам таможенного союза.


    9 октября 2015 07:31
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3867
    Дай Бог, чтобы не начали вылазить какие-нибудь побочные эффекты, когда эти ученые попытаются создать чипы с большим количеством таких кубитов. А то часто бывает, что части схемы работают замечательно по-одиночке, а после объединения в большую схему начинают нести охинею.


    --------------------
        
    9 октября 2015 07:53
    #2 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    FomaNeverujuwij,типа у электрона слабое магнитное поле, но когда их выстроят в цепочку силовые линии магнитного поля обьединятся и начнут стабилизировать всю цепочку препятствуя изменению спина))) И чем больше их тем больше вероятность этого эффекта)
        
    10 октября 2015 22:38
    #3 Написал: 80X

    Публикаций: 0
    Комментариев: 13
    надоели уже эти ‹анонсы› сулящие сказочные чудеса неведомо когда .. доживем ли ?..
        
    11 октября 2015 06:00
    #4 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    80X, без рекламы не будет финансирования, без него не будет прогресса.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.