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工程师使用人造原子创建稳定的量子硅芯片

来源:华强商城 发布时间:2020-07-13

摘要: 来自澳大利亚新南威尔士大学的一组工程师最近发现了一种新的方法来制造更稳定的量子芯片。通过增加人工产生的原子在硅芯片上的稳定性来完成。这导致产生更一致的量子量子比特或比特。

来自澳大利亚新南威尔士大学的一组工程师最近发现了一种新的方法来制造更稳定的量子芯片。通过增加人工产生的原子在硅芯片上的稳定性来完成。这导致产生更一致的量子量子比特或比特。


工程师使用人造原子创建稳定的量子硅芯片


在纯硅28外延层(800 ppm)上制造的器件的截面示意图。阅读全文,并在此处查看相关图片。


这项新研究扎根于该团队以前的工作。在第一部分中,他们在硅芯片上创建了第一批量子比特,可以以99%的精度处理信息。但是由于硅缺陷,无法降低错误率。但是,现在他们有了解决方案。


在自然原子中,所有电子围绕核在三个维度上旋转。这些三维部分称为轨道或电子壳,所有元素根据其拥有的电子数量而具有不同的电子壳。


人造原子或量子点是具有额外空间的纳米级半导体晶体。该空间在三个维度上捕获并限制了电子的运动。因此,电子被保持在具有电场的位置。这些原子是由向硅施加电压的金属表面栅电极产生的。通过消除硅缺陷,所有额外的电子都从硅引诱到量子。


钠,锂和氢等元素的最外层外壳中只有一个电子。通常,这些元素用作量子计算模型。用单个电子创造出人造原子,使工程师可以将它们用作量子比特,即二进制比特的量子多贝根。


与二进制位不同,量子位要么处于状态1或0,要么同时处于状态。这意味着qubit可以处理并行计算,与二进制位以连续方式计算问题不同。这使qubits成为功能非常强大的计算工具。以前,该系统存在缺陷。该团队通过提高栅电极上的电压,吸收更多的电子来使其变得更好。这意味着电子能够模仿各种轨道的重原子电子。人造电子壳与天然原子一样组织良好且可预测。


来自澳大利亚新南威尔士大学的量子工程师Andrew Dzurak说:“我们的最新研究真正使我们兴奋的是,具有更高电子数量的人工原子比以前认为的可能具有更强大的量子位,这意味着它们可以可靠地用于量子计算机中的计算。”

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