Az ausztrál tudósok 0,04% -ra tudták csökkenteni a félvezető kvbitben, a kvantumszámítógép egységcelláiban a hibaarányt. Ez előkészíti az utat az univerzális számítógépek létrehozásához - mondják a fizikusok a Nature Electronics folyóiratban.
Dzurak és egyetemi kollégái évek óta fejlesztik a teljes értékű szilárdtest kvantumszámítógépek összeállításához szükséges alkatrészeket. Tehát 2010-ben létrehoztak egy kvantum-egy-elektron tranzisztort, 2012-ben pedig egy teljes értékű szilícium-qubitot, amely a foszfor-31 atomon alapul.
2013-ban összeállították a qubit új verzióját, amely lehetővé tette adatok beolvasását majdnem 100% -os pontossággal, és nagyon hosszú ideig stabil maradt. 2015 októberében Dzurak és csapata megtette az első lépést az első szilícium kvantumszámítógép létrehozása felé azáltal, hogy két kvitet egy modulba egyesített, amely logikai VAGY műveletet hajt végre.
Csak egy lépés maradt - megtanulni, hogyan lehet hasonló kviteket kombinálni ugyanazon félvezető technológiák felhasználásával, mint maguk a kvantummemória cellái. Rendkívül nehéz volt ezt megtenni, mivel a „rendes” félvezető kvitek csak kis távolságra képesek kölcsönhatásba lépni egymással.
Miután két évvel ezelőtt megoldotta ezt a problémát, az ausztrál tudósok arra gondoltak, hogyan lehet „összeragasztani” a kvitteket egy egészbe, és megtanulják, hogyan lehet „kinyomtatni” őket az elektronikai gyártók miként készülnek a mikroáramkörök létrehozásakor. Ezen gondolatok gyümölcse volt a kvantum "mikroáramkörök" létrehozásának első terve, amelyet a Dzurak csapata mutatott be 2017 decemberében.
Ezeket az ötleteket, amint Dzurak megjegyezte, csapata tavaly ősszel sikerült átültetni a gyakorlatba, az úgynevezett CMOS technológia alkalmazásával - ez az egyik leggyakoribb és bevált módszer a mikroáramkörök gyártására. A tudósok arra használják, hogy "kinyomtassák" a kviteket, valamint a mikrohullámú sugárzókat, kvantumpontokat és tranzisztorokat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy új adatokat helyesen írjanak a kvantummemória cellába.
Miután megoldották ezt a problémát, a fizikusok a következő nagy lépésre gondolkodtak - egy valóban univerzális kvantumszámítógép létrehozásához a quitjeik szinte tökéletesen működőképessé kellett tenniük, az esetek legfeljebb 1% -án hibákat követve el. Ebben az esetben a munkájuk többi problémáját speciális hibajavító algoritmusok és logikai, nem fizikai kvitek segítségével lehet kiküszöbölni.
Mint a kutató megjegyzi, kétféle módon javíthatjuk az ilyen eszközök pontosságát - javíthatjuk maguk a memóriacellák kialakítását és megváltoztathatjuk az információ beolvasásának és beleírásuk módját. Az ausztrál fizikusok a Sydney Egyetemen elméleti kollégáik által kifejlesztett algoritmusok és technikák felhasználásával léptek a második útra.
Promóciós videó:
Segítettek Zurakut és csapata megváltoztatni a mikrohullámú vezérlő impulzusok szerkezetét oly módon, hogy az adatok olvasásakor vagy írásakor a hibák száma több nagyságrenddel csökkenjen. Ennek eredményeként a tudósok nemcsak a „hibajavítás akadályán” léptek át, hanem megkerülték a szupravezető és az „atom” kviteket is, amelyeket korábban ígéretesebbnek tartottak komplex kvantumgépek létrehozására.
A közeljövőben mindkét kutatócsoport hasonló méréseket tervez elvégezni több kvbit és mikroáramkör kombinációival, amelyeket Dzurak és csapata már létrehozott a múltban. A tudósok remélik, hogy képesek lesznek az általános hibaarányt olyan szintre csökkenteni, amely lehetővé teszi az elkövetkező években teljes értékű kvantumszámítógép létrehozását.
