naukanews

Kwantowa bramka logiczna w krzemowym chipie

Komputery kwantowe już istnieją, ale ich budowa jest tak skomplikowana, że na maszyny produkowane na przykład przez kanadyjską firmę D-Wave Systems stać tylko największe korporacje i instytucje badawcze. Ostatnio poczyniono jednak pewne kroki, które mogą doprowadzić do tego, że kwantowe komputery nie będą już potrzebowały egzotycznych rozwiązań technicznych.

Na łamach magazynu Nature pojawiła się właśnie praca opisująca kwantową bramkę logiczną, która zbudowana jest z przekształconych tranzystorów. Opublikował ją zespół inżynierów z australijskiego Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, który opracował dwukubitową bramkę logiczną CNOT, wykorzystując pojedyncze spiny w izotopowo wzbogaconym krzemie. Jak wyjaśnia szef zespołu, dr Menno Veldhorst, zespół wykorzystał istniejące już w krzemowym chipie tranzystory, które przekształcono w kubity wymuszając powiązanie każdego z jednym tylko elektronem, a następnie zapisując wartości zerojedynkowe na spinie elektronu.

Jest to o tyle istotne, że do tej pory fizyczne kubity, czyli kwantowe odpowiedniki tradycyjnych bitów, konstruowano z tak egzotycznych struktur jak jony w pułapkach magnetycznych, kropki kwantowe czy pojedyncze fotony. Ten sam australijski zespół już trzy lata temu opublikował pracę, wskazującą, że można skonstruować je z krzemu, ale jeden kubit nie ma zbyt dużej wartości, ponieważ kwantowe algorytmy wymagają zastosowania układu kubitów, z których można byłoby budować uniwersalne bramki logiczne. A takiej bramki, wykonanej z krzemu, do tej pory nie udało się skonstruować jeszcze nikomu.

Według australijskich naukowców ich rozwiązanie będzie można skalować, a ich zespół opatentował już nawet projekt pełnowymiarowego kwantowego chipu, zawierającego miliony kwantowych bramek logicznych, który mógłby wykonywać wszystkie typy kwantowych algorytmów. Naukowcy poszukują teraz partnerów biznesowych, którzy pomogą im rozpocząć produkcję na skalę masową. Biorąc pod uwagę potencjał, jaki mogą mieć kwantowe komputery wykonane z krzemu, raczej nie będą musieli szukać ich długo.

Zdjęcie: NASA


podobne treści