Версия для слабовидящих
Созданы первые квантовые базовые логические элементы на основе кремния Печать Email
Новости об инновациях
13.10.2015

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».

20151006_2_2.jpg Рис. 1.

«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».

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/sozdany-pervye-kvantovye-bazovye-logicheskie-elementy-na-osnove-kremniya

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта