基本量子计算机组成了两个数量级,精简

基本量子计算机组成了两个数量级,精简

奥地利的研究人员已经建立了紧凑的光子定向器件。它们的微米尺度的非磁性器件可以路由微波光子并屏蔽量子位免受有害噪声的干扰。

量子位或量子比特是每个量子计算机核心的关键组成部分。为了执行计算,信号需要指向和来自量子位。同时,这些量子比特对来自其环境的干扰非常敏感,需要屏蔽不需要的信号,特别是来自磁场的信号。因此,设备的内置屏蔽无用信号比特从一个严重的问题,被称为非互易器件,本身产生的磁场。此外,它们的大小是几厘米,这是有问题的,因为在每个量子处理器中都需要大量这样的元素。现在,科学家在科学技术研究所奥地利(奥地利),同时与瑞士竞争集团和美国,减少了非互易器件的尺寸由两个数量级。他们的设备与光子的交通环岛相比,其功能只有第十毫米左右,甚至更重要的是它不是磁性的。他们的研究发表在《自然通讯》开放存取期刊上。PCBA加工

当研究者想要获得一个信号,例如微波光子,从一个量子比特,也防止噪声和杂散信号从旅行回到比特相同的方式,他们使用的非互易器件,如隔离器、环行器。这些设备控制信号流量,类似于日常生活中的交通规则。但在量子计算机的情况下,引起交通的不是汽车,而是传输线中的光子。“想象一下,一个迂回,你只能驱动逆时针”,说明第一作者Shabir Barzanjeh博士,谁是在奥地利的Johannes Fink教授的研究组。在第一出口,在底部,有我们的量子比特。它微弱的信号可以从顶部的第二个出口出来。但是从第二出口进入的信号不能回到相同的路径回到量子位。它被迫以逆时针的方式行进,在到达出口之前,它遇到出口三。在那里,我们阻止它,防止它伤害量子比特。”

“旋转木马”集团设计了包括在硅芯片铝电路要基于微机械振荡器,第一:两小梁的硅芯片上的摆动像一个吉他的弦和电路相互作用。这些设备的体积很小,直径只有第十毫米,这是新组件比传统的前几位大的优势之一。

目前,只有少数量子比特被用来测试量子计算机的原理,但在未来,成千上万甚至数百万的量子比特将被连接在一起,而这些量子位中的许多将需要自己的循环器。“想象一下,建造一个处理器有数百万这样的厘米大小的组件。这将是巨大的和不切实际的,”Shabir Barzanjeh说。“使用我们的磁性和非常紧凑的片内循环而使生活变得容易很多。”还有一些障碍需要在设备将被用于这一特定的应用克服。例如,当前可用的信号带宽仍然很小,所需的驱动功率可能会损害量子位。然而,研究人员相信,这些问题最终都是可以解决的。

Johannes Fink教授加盟奥地利2016年初。他和他的小组研究量子物理学在电气、机械和光学芯片设备上,主要目的是推进和集成量子技术。今年早些时候,他获得了著名的ERC启动自己的项目来开发一个光纤收发器的超导量子比特的补助,以及从瑞士任命基础研究经费。Shabir Barzanjeh博士被授予玛丽SKłodowsa居里奖学金在奥地利的工作。他的主要兴趣是在电路量子电动力学及光。从2月12日至14, 2018,Johannes Fink和Shabir barzanjeh主办国际会议“边疆电路QED和光”(fcqo 2018)与克洛斯特新堡的目标是使在该领域领先的科学家在一起。

相关新闻