首款3D原子級硅量子芯片架構(gòu)問世
據(jù)澳大利亞新南威爾士大學(xué)官網(wǎng)近日報道,該校科學(xué)家證明,他們可以在3D設(shè)備中構(gòu)建原子精度的量子比特,并實現(xiàn)精準(zhǔn)的層間對齊與高精度的自旋狀態(tài)測量,最終得到全球首款3D原子級硅量子芯片架構(gòu),朝著構(gòu)建大規(guī)模量子計算機(jī)邁出了重要一步。 在最新研究中,新南威爾士大學(xué)量子計算與通信技術(shù)卓越中心教授米歇爾·西蒙斯領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊,將原子級量子比特制造技術(shù)應(yīng)用于多層硅晶體,獲得了這款3D原子級量子芯片架構(gòu)。 西蒙斯解釋說:“對于原子級的硅量子比特來說,這種3D架構(gòu)是一個顯著的進(jìn)展。為了能夠持續(xù)不斷地糾正量子計算中的錯誤——也是量子計算領(lǐng)域的一個里程碑,我們必須能并行控制許多量子比特。實現(xiàn)這一目標(biāo)的唯一方法是使用3D架構(gòu),因此在2015年,我們開發(fā)出一個垂直交叉架構(gòu),并申請了專利。然而,這種多層設(shè)備的制造還面臨一系列挑戰(zhàn),F(xiàn)在,我們通過新研究證明,幾年前我們設(shè)想的3D方法是可行的! 在新的3D設(shè)計內(nèi)部,原子級量子比特與控制線(非常細(xì)的線)對齊。此外,團(tuán)隊也讓3D設(shè)備中的不同層實現(xiàn)了納米精度的對齊——他們展示了一種可實現(xiàn)5納米精度對齊的技術(shù)。 最后,研究人員還通過單次測量獲得3D設(shè)備的量子比特輸出,而不必依賴于數(shù)百萬次實驗的平均值,這有望促進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)一步升級。 |