Fisikawan SFU membuat perangkat kuantum berbasis silikon yang dikendalikan secara elektrik baru
Tim ilmuwan perintis di Simon Fraser University telah menciptakan jenis baru perangkat kuantum berbasis silikon yang dikendalikan baik secara optik maupun listrik, menandai terobosan terbaru dalam balapan komputasi kuantum global.
Diterbitkan di jurnal Fotonik Alam para peneliti di SFU Silicon Quantum Technology Lab dan perusahaan kuantum terkemuka Kanada Photonic Inc. mengungkapkan perangkat nanocavity dioda baru untuk kontrol listrik atas qubit pusat warna silikon.
Perangkat telah mencapai demonstrasi pertama dari sumber foton tunggal yang disuntikkan secara elektrik dalam silikon. Breakthrough membersihkan rintangan lain untuk membangun komputer kuantum – yang memiliki potensi besar untuk memberikan daya komputasi jauh melampaui superkomputer saat ini dan bidang lanjutan seperti kimia, ilmu material, kedokteran dan keamanan siber.
“Sebelumnya, kami mengendalikan qubit ini, yang disebut pusat T, secara optik (dengan laser),” kata Daniel Higginbottom, asisten profesor fisika. “Sekarang kami juga memperkenalkan kontrol listrik, yang meningkatkan kemampuan perangkat dan merupakan langkah menuju aplikasi dalam komputer kuantum yang dapat diskalakan.”
Menurut kandidat PhD Michael Dobinson, penulis utama penelitian, terobosan akan memungkinkan tim peneliti untuk mengeksplorasi berbagai aplikasi perangkat dan kelayakan meningkatkannya dalam prosesor kuantum yang lebih besar.
“Demonstrasi pertama ini menunjukkan bahwa kita dapat membuat perangkat yang memungkinkan untuk kontrol optik dan listrik secara simultan dari pusat -pusat T. Ini menarik karena membuka pintu ke banyak aplikasi dalam komputasi dan jaringan kuantum,” kata Dobinson. “Secara keseluruhan, operasi optik dan listrik yang dikombinasikan dengan platform silikon menjadikan ini perangkat yang sangat terukur dan berlaku secara luas.”
Pimpinan SFU Lab, Stephanie Simmons dan Mike Thewalt, ikut mendirikan Photonic Inc., untuk mengembangkan komputer kuantum skala komersial dan jaringan kuantum.
Perusahaan, yang baru -baru ini mengumumkan rencana untuk membuat fasilitas penelitian dan pengembangan di Inggris, merupakan mitra integral dalam studi terbaru.
Christian Dangel, manajer, perangkat kuantum dalam tim fotonik terintegrasi di Photonic Inc. dan rekan penulis naskah mengatakan, “Proyek ini adalah peluang besar untuk memanfaatkan kemampuan fabrikasi fotonik yang canggih dan menguji kinerja mereka di perangkat generasi mendatang di lingkungan penelitian.”
Para peneliti di laboratorium Teknologi Kuantum Silikon adalah yang pertama di dunia untuk mengeksplorasi menggunakan pusat warna silikon untuk teknologi kuantum.
Mengembangkan teknologi kuantum menggunakan silikon memberikan peluang untuk dengan cepat skala komputasi kuantum. Industri semikonduktor global sudah mampu memproduksi chip komputer silikon secara murah pada skala, dengan tingkat presisi yang mengejutkan. Teknologi ini membentuk tulang punggung komputasi dan jaringan modern, dari smartphone hingga superkomputer paling kuat di dunia.
“Rekan -rekan kami Stephanie Simmons dan Mike Thewalt pertama kali mengusulkan pusat warna silikon sebagai platform untuk komputasi kuantum pada saat sangat sedikit orang yang memikirkan mereka sama sekali,” kata Higginbottom.
Sekarang, pemerintah nasional, termasuk Kanada melalui strategi kuantum nasional, universitas -universitas besar dan perusahaan seperti IBM, Google dan Microsoft menghabiskan miliaran dolar dalam perebutan untuk menjadi yang pertama di luar gerbang dengan komputer kuantum yang dapat diskalakan.
Higginbottom mengatakan berada di garis depan lapangan telah menjadi pengalaman yang mendebarkan.
“Ini cocok dengan lintasan ini yang telah kami kunjungi. Pada tahun 2020, SFU pertama kali memperkenalkan pusat -pusat S silikon untuk aplikasi kuantum. Pada tahun 2022, kami mengintegrasikan pusat T tunggal dengan perangkat nanofotonik yang berpola,” katanya. “Tapi perangkat itu tidak memiliki antarmuka atau kontrol. Sekarang kami mengendalikannya secara optik dan elektronik. Kami membuka kunci beberapa kemampuan yang Anda butuhkan untuk membangun komputer yang berguna dari hal -hal ini.”
