百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 技术文章 > 正文

小小的新型量子信息读取器,为规模化量子计算机铺平道路

zhezhongyun 2025-04-09 22:40 63 浏览

该研究论文的作者,从左到右:博士生马克·R·霍格(Mark R. Hogg)、米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)教授、博士后马修·G·豪斯(Matthew G. House)、博士生普萨娜·帕基安姆(Prasanna Pakkiam)以及博士后安德烈·季莫费耶夫(Andrey Timofeev)。

据《物理评论X》杂志最近刊发的一篇研究论文称,澳大利亚新南威尔士大学悉尼校区(UNSW Sydney)米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)教授的研究团队研制了一款小型传感器,可以用于获取存储在单个原子的电子中的信息,这一技术上的突破让我们更接近于实现规模化的硅基量子计算。该项研究是在澳大利亚量子计算与通信技术卓越中心(CQC2T)进行的,博士生普萨娜·帕基厄姆(Prasanna Pakkiam)是该研究论文的第一作者。

由半导体中单个原子上的电子所构成的量子比特(或称量子位)具有长期的稳定性,因此,它对于大型量子计算机来说是一个潜力巨大的平台。通过精确定位和将单个磷原子封装在硅片中的方式来制造量子位,是西蒙斯的团队在澳大利亚本土开发、独一无二、全球领先的一种方法。在此之前,对磷原子结构进行规模化添加所需的所有连接和栅极是一个巨大的挑战与难题。

西蒙斯教授介绍道:“为了监测哪怕一个量子位,你都必须围绕单个原子建立多个连接和栅极,而这些原子周围的空间并不宽敞。更重要的是,你需要让这些高质量的量子位靠得足够近,以便它们之间能够相互通信,而这种情况只有在它们周围存在尽可能少的栅极等基础结构时,才可能实现。”尽管与其他制造量子计算机的方法相比,西蒙斯的量子系统所具有的栅极密度已经相对较低,但是传统测量手段的每量子位仍然需要至少4个栅极:1个用于对其进行控制,另外3个用于读取其中的信息。

新南威尔士大学的该研究小组通过将读出传感器集成到其中一个控制栅极中,已经能够将栅极数降至两个:1个用于控制,另外1个用于读取。该论文的第一作者帕基厄姆解释道:“我们的系统不仅更紧凑小巧,而且通过在栅极上集成连接一个超导电路,我们现在拥有的灵敏度已经能够通过测量一个电子是否在两个相邻原子之间发生位移来确定该量子位的量子态。并且,我们已经证明,我们能够仅测量一次——单次发射——就实时地完成这一测量,而不需要进行重复实验再对所有结果取平均值。”

西蒙斯教授总结道:“这一成果代表了我们在对嵌入量子位信息的读取技术上取得了重大进展。这一结果证实了,量子位的单栅极读取技术现在已经达到了规模化的量子计算机进行必要量子误差修正所需要的灵敏度。”

作为澳大利亚第一家量子计算公司,硅量子计算有限公司(Silicon Quantum Computing Pty Limited,简称SQC)成立于2017年5月,一直致力于研制基于CQC2T所有的一套知识产权成果的量子计算机,并将其商业化。该公司的目标是在2022年之前,生产出一个基于硅、10个量子位的演示装置设备,以作为商用硅基量子计算机的开山鼻祖。

编译:朱明逸 审稿:三水 责编: 唐林芳

期刊来源: 《物理评论X》

原文链接:
https://phys.org/news/2018-11-quantum-scale-scientists-compact-sensitive.html

中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。

相关推荐

Python入门学习记录之一:变量_python怎么用变量

写这个,主要是对自己学习python知识的一个总结,也是加深自己的印象。变量(英文:variable),也叫标识符。在python中,变量的命名规则有以下三点:>变量名只能包含字母、数字和下划线...

python变量命名规则——来自小白的总结

python是一个动态编译类编程语言,所以程序在运行前不需要如C语言的先行编译动作,因此也只有在程序运行过程中才能发现程序的问题。基于此,python的变量就有一定的命名规范。python作为当前热门...

Python入门学习教程:第 2 章 变量与数据类型

2.1什么是变量?在编程中,变量就像一个存放数据的容器,它可以存储各种信息,并且这些信息可以被读取和修改。想象一下,变量就如同我们生活中的盒子,你可以把东西放进去,也可以随时拿出来看看,甚至可以换成...

绘制学术论文中的“三线表”具体指导

在科研过程中,大家用到最多的可能就是“三线表”。“三线表”,一般主要由三条横线构成,当然在变量名栏里也可以拆分单元格,出现更多的线。更重要的是,“三线表”也是一种数据记录规范,以“三线表”形式记录的数...

Python基础语法知识--变量和数据类型

学习Python中的变量和数据类型至关重要,因为它们构成了Python编程的基石。以下是帮助您了解Python中的变量和数据类型的分步指南:1.变量:变量在Python中用于存储数据值。它们充...

一文搞懂 Python 中的所有标点符号

反引号`无任何作用。传说Python3中它被移除是因为和单引号字符'太相似。波浪号~(按位取反符号)~被称为取反或补码运算符。它放在我们想要取反的对象前面。如果放在一个整数n...

Python变量类型和运算符_python中变量的含义

别再被小名词坑哭了:Python新手常犯的那些隐蔽错误,我用同事的真实bug拆给你看我记得有一次和同事张姐一起追查一个看似随机崩溃的脚本,最后发现罪魁祸首竟然是她把变量命名成了list。说实话...

从零开始:深入剖析 Spring Boot3 中配置文件的加载顺序

在当今的互联网软件开发领域,SpringBoot无疑是最为热门和广泛应用的框架之一。它以其强大的功能、便捷的开发体验,极大地提升了开发效率,成为众多开发者构建Web应用程序的首选。而在Spr...

Python中下划线 ‘_’ 的用法,你知道几种

Python中下划线()是一个有特殊含义和用途的符号,它可以用来表示以下几种情况:1在解释器中,下划线(_)表示上一个表达式的值,可以用来进行快速计算或测试。例如:>>>2+...

解锁Shell编程:变量_shell $变量

引言:开启Shell编程大门Shell作为用户与Linux内核之间的桥梁,为我们提供了强大的命令行交互方式。它不仅能执行简单的文件操作、进程管理,还能通过编写脚本实现复杂的自动化任务。无论是...

一文学会Python的变量命名规则!_python的变量命名有哪些要求

目录1.变量的命名原则3.内置函数尽量不要做变量4.删除变量和垃圾回收机制5.结语1.变量的命名原则①由英文字母、_(下划线)、或中文开头②变量名称只能由英文字母、数字、下画线或中文字所组成。③英文字...

更可靠的Rust-语法篇-区分语句/表达式,略览if/loop/while/for

src/main.rs://函数定义fnadd(a:i32,b:i32)->i32{a+b//末尾表达式}fnmain(){leta:i3...

C++第五课:变量的命名规则_c++中变量的命名规则

变量的命名不是想怎么起就怎么起的,而是有一套固定的规则的。具体规则:1.名字要合法:变量名必须是由字母、数字或下划线组成。例如:a,a1,a_1。2.开头不能是数字。例如:可以a1,但不能起1a。3....

Rust编程-核心篇-不安全编程_rust安全性

Unsafe的必要性Rust的所有权系统和类型系统为我们提供了强大的安全保障,但在某些情况下,我们需要突破这些限制来:与C代码交互实现底层系统编程优化性能关键代码实现某些编译器无法验证的安全操作Rus...

探秘 Python 内存管理:背后的神奇机制

在编程的世界里,内存管理就如同幕后的精密操控者,确保程序的高效运行。Python作为一种广泛使用的编程语言,其内存管理机制既巧妙又复杂,为开发者们提供了便利的同时,也展现了强大的底层控制能力。一、P...