Разработана 3D-архитектура кремниевого квантового компьютера

2 ноября 2015 г., 15:03

Физики из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) и Мельбурнского университета, работающие в Центре совершенствования технологий квантовых вычислений и коммуникаций (Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, CQC2T), спроектировали трёхмерную архитектуру кремниевого чипа с одноатомными кубитами, совместимую с современными технологиями микроэлектронного производства и пригодную для создания полномасштабных квантовых процессоров с миллионами кубитов.

В статье, вышедшей в Science Advances, они описывают структуру, в которой атомные кубиты выстроены вдоль управляющих линий. Эти одномерные массивы образуют устойчивый к ошибкам 2D-слой кубитов, зажатый между двумя проводящими решётками трёхмерной структуры чипа.

Подавая напряжение на подмножества этих проводов, можно параллельно управлять многими кубитами, т.е. выполнять серии операций с намного меньшим контролем, чем прежде. Более того, в новой конструкции возможно реализовать протоколы коррекции поверхностного кода, исправляющие ошибки вычислений быстрее, чем они возникают.

«Наша австралийская команда разработала лучшие в мире кубиты в кремнии, — заявил профессор Мельбурнского университета и замдиректора CQC2T, Ллойд Холленберг (Lloyd Hollenberg). — Но для полнофунционального квантового компьютера требуется не просто много этих кубитов, мы должны уметь контролировать и компоновать их таким образом, чтобы сама квантовая механика работала на исправление ошибок».

В своей статье команда предложила стратегию построения полномасштабного квантового компьютера и, в модельных экспериментах установила значения напряжения, необходимые для обращения к индивидуальному кубиту и для работы процессора.