การคำนวณด้วยควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์บรรลุการอ่านข้อมูล qubit ขนาดกระชับแล้วก็ประณีตบรรจง

การวิจัยที่ดำเนินงานด้านในกลุ่ม Simmons ที่ศูนย์ความเป็นสุดยอดด้านเทคโนโลยีการคำนวณรวมทั้งการคำนวณควอนตัม (CQC2T) กับนิสิตปริญญาเอก Prasanna Pakkiam ในฐานะนักประพันธ์นำได้เผยแพร่ในวารสาร Physical Review X (PRX)

ควอนตัมบิต (หรือ qubits) ที่ทำมาจากอิเล็กตรอนที่โฮสต์อยู่บนอะตอมโดดเดี่ยวในเซมิคอนดักเตอร์เป็นแพลตฟอร์มที่มีแนวโน้มสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่เพราะว่าเสถียรภาพที่ช้านานของพวกเขา การผลิตqubit โดยการวางตำแหน่งและการห่อหุ้มห่อแต่ละอะตอมของธาตุฟอสฟอรัสภายในชิพสิลิกอนอปิ้งแม่นเป็นแถวทางที่เป็นเอกลักษณ์ของประเทศออสเตรเลียที่ทีมของ Simmons ได้รับการยินยอมรับจากทั้งโลก

แต่ว่าการเพิ่มการเชื่อมต่อและประตูที่ต้องสำหรับในการเพิ่มขนาดขององค์ประกอบอะตอมของธาตุฟอสฟอรัสเป็นไปได้ที่จะเป็นสิ่งท้า – จนถึงตอนนี้

ศ.จ.ซิมมอนส์กล่าวว่า สำหรับการตรวจตราแม้กระทั่งหนึ่ง qubit คุณจำเป็นต้องสร้างการเชื่อมต่อและก็ประตูต่างๆบริเวณอะตอมของแต่ละบุคคลซึ่งไม่มีมากมาย ยิ่งคุณอยาก qubits ที่มีคุณภาพสูงในรอบๆใกล้เคียงเพื่อที่พวกเขาจะได้คุยกันได้ซึ่งทำเป็นเฉพาะเมื่อคุณมีส่วนประกอบเบื้องต้นของประตูเล็กรอบตัวให้เยอะที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

เมื่อเทียบกับวิธีอื่นๆสำหรับการทำคอมพิวเตอร์ควอนตัมระบบของ Simmons มีความหนาแน่นของประตูออกจะต่ำ อย่างไรก็ตามการประมาณตามเดิมยังคงต้องใช้อย่างน้อย ประตูต่อ qubit: 1 เพื่อควบคุมแล้วก็ เพื่ออ่าน

ด้วยการรวมเซนเซอร์ตรวจค้นที่อ่านออกกับประตูควบคุมได้ทีงานของ UNSW สามารถวางตำแหน่งนี้ลงไปได้เพียงแค่ ประตูเท่านั้นคือ ตัวควบคุมและก็ สำหรับการอ่าน

ไม่เพียงแต่ แต่ระบบของเรามีขนาดกะทัดรัดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆเพียงแค่นั้น แต่ว่าด้วยการรวมวงจรของตัวนำยิ่งยวดที่ติดกับประตูช่วงนี้เรามีความไวในการตรวจตราสถานะควอนตัมของ qubit ด้วยการประมาณว่าอิเล็กตรอนจะเขยื้อนไปมาระหว่างอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงกันไหม” นักเขียนปากเกร็ดกล่าว

และพวกเราได้ทำให้เห็นว่าเราสามารถทำแบบเรียลไทม์ด้วยการประเมินเพียงแต่ครั้งเดียว – ภาพเดียว – โดยไม่จำเป็นจะต้องทำใหม่การทดสอบและก็ได้ผลลัพธ์โดยเฉลี่ย

นี่แสดงถึงความรุ่งโรจน์ที่สำคัญสำหรับการที่เราอ่านข้อมูลที่ฝังตัวอยู่ในเควสของพวกเรา” Simmons สรุป ผลของการรับรองว่าการอ่านแบบ qubits แบบsingle-gate กำลังเข้าถึงความไวที่ต้องในการปรับปรุงแก้ไขจุดบกพร่องของควอนตัมที่จำเป็นต้องสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้