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量子竞赛加速了硅量子芯片的发展

由Vandersypen教授领导的TU Delft科学家团队再次意识到,全球范围内创造更多,更好和更可靠的量子处理器的竞争正在迅速发展。在与竞争对手的颈部和颈部比赛中,他们表明电子自旋的量子信息可以传输到硅量子芯片中的光子。这对于在芯片上连接量子位并允许扩展到大量量子位非常重要。他们的工作今天发表在“ 科学 ”杂志上。

未来的量子计算机将能够进行远远超出当今计算机容量的计算。量子比特(量子比特)的量子叠加和纠缠使得执行并行计算成为可能。全世界的科学家和公司都致力于用越来越多的量子比特创造越来越好的量子芯片。代尔夫特的QuTech正在努力研究几种类型的量子芯片。

熟悉的材料

量子芯片的核心是硅。“这是我们非常熟悉的材料,”QuTech和Kavli纳米科学研究所的Lieven Vandersypen教授解释说,“硅广泛用于晶体管,因此可以在所有电子设备中找到。” 但硅也是量子技术非常有前景的材料。博士候选人郭国骥:“我们可以利用电场捕获硅中的单个电子,用作量子比特(量子比特)。这是一种极具吸引力的材料,因为它可以确保量子比特中的信息可以存储很长时间。”

大型系统

进行有用的计算需要大量的量子比特,而这正是大数量的升级,这在全球范围内提供了挑战。“为了同时使用大量的量子比特,它们需要相互连接;需要良好的沟通,”研究员Nodar Samkharadze解释说。目前,在硅中作为量子位捕获的电子只能与它们的直接邻居直接接触。Nodar:“这使得扩展到大量量子比特变得棘手。”

颈部和颈部比赛

其他量子系统使用光子进行长距离相互作用。多年来,这也是硅的主要目标。仅在最近几年,各种科学家才在这方面取得了进展。代尔夫特科学家现在已经证明,单个电子自旋和单个光子可以耦合在硅芯片上。这种耦合原则上可以在自旋和光子之间传递量子信息。郑国基:“这对于连接硅芯片上的远距离量子位很重要,从而为在硅芯片上升级量子位铺平了道路。”

到下一步

Vandersypen为他的团队感到自豪:“我的团队在相对较短的时间内并在全球竞争的巨大压力下取得了这一成绩。” 这是德尔福特真正的突破:“底座是用代尔夫特制造的,在代尔夫特洁净室中制造的芯片,以及在QuTech进行的所有测量,”Nodar Samkharadze补充道。科学家们正在努力开展下一步工作。Vandersypen:“现在的目标是通过光子从电子自旋到另一个光子传输信息。”

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