Para ilmuwan mengungkap komputer kuantum pertama di dunia yang dibangun dengan chip silikon biasa
Startup Inggris telah menciptakan komputer kuantum berbasis silikon pertama di dunia yang diproduksi menggunakan teknologi transistor yang sama yang ditemukan di hampir semua elektronik digital modern.
Mesin ini dibangun menggunakan proses fabrikasi chip logam-oksida-semikonduktor (CMOS) komplementer-yang sama digunakan untuk membuat chip untuk perangkat seperti smartphone, laptop dan kamera digital.
Elemen penting lainnya dari mesin, yang dibangun oleh perusahaan kuantum, adalah jejaknya yang relatif kecil. Mesin ini dapat ditempatkan di hanya tiga rak server 19 inci, termasuk kulkas pengenceran dan elektronik kontrol terintegrasi yang memanipulasi qubit dan menghasilkan suhu yang sangat rendah yang diperlukan untuk mempertahankan keadaan kuantum yang rapuh.
Sistem menggabungkan a Unit pemrosesan kuantum (QPU) Dengan antarmuka pengguna dan perangkat lunak kontrol standar industri-lapisan khusus yang bertindak sebagai penerjemah antara program kuantum tingkat tinggi (algoritma) dan perangkat keras kuantum fisik (qubit), seperti Qiskit dan CIRQ-untuk menyediakan platform komputasi kuantum yang lengkap. Ini menggunakan spin qubit – jenis qubit yang mengkode informasi kuantum dalam putaran (momentum sudut intrinsik) dari partikel elementer, paling umum elektron tunggal.
Ini juga sangat terukur, perwakilan gerak kuantum mengatakan 15 September di a penyataan. QPU itu sendiri didasarkan pada arsitektur ubin-pendekatan desain modular di mana prosesor atau sistem-on-a-chip (SOC) dibangun dari unit yang lebih kecil, mandiri dan khusus yang disebut ubin atau chiplet.
QPU memadatkan elemen komputasi, pembacaan, dan kontrol yang diperlukan menjadi satu array padat yang dapat digunakan berulang kali pada satu chip. Ini berarti bahwa iterasi di masa depan QPU, perangkat keras fisik di mana perhitungan kuantum terjadi, dapat ditingkatkan untuk memasukkan jutaan qubit, kata perwakilan, dan sistem dapat memungkinkan versi QPU perusahaan di masa depan dengan mudah ditukar dengan prosesor yang ada.
“Ini adalah momen silikon komputasi kuantum,” kata James Palles -DimmockCEO Gerakan Quantum. “Pengumuman hari ini menunjukkan bahwa Anda dapat membangun komputer kuantum fungsional yang kuat menggunakan teknologi yang paling dapat diskalakan di dunia, dengan kemampuan untuk diproduksi secara massal.”
Perwakilan gerak kuantum mengatakan bahwa sistem ini adalah langkah pertama untuk memberikan komputer kuantum yang layak secara komersial dalam dekade ini.
Sistem ini saat ini digunakan di Pusat Komputasi Kuantum Nasional Inggris (NQCC) – Lab Nasional untuk Komputasi Kuantum, yang didanai terutama melalui Program Penelitian dan Inovasi Inggris (UKRI). UKRI adalah badan publik yang mengarahkan pendanaan penelitian dan inovasi di Inggris
Sistem Quantum Motion juga mewakili komputer spin -ubit silikon pertama yang dikembangkan di bawah naungan NQCC Program testbed komputasi kuantuminisiatif untuk membangun tujuh komputer kuantum prototipe menggunakan teknologi yang berbeda dan menguji kelayakannya.
Komputer dibangun di atas riset Dilakukan dengan gerakan kuantum bersama dengan University College London (UCL) untuk menciptakan lebih banyak sistem kuantum toleran kesalahan. Penelitian itu menunjukkan akurasi 98% di gerbang dua ubit, blok bangunan mendasar dari sirkuit kuantum. Itu adalah tanda terkemuka di dunia dalam qubit yang dibuat dalam silikon alami pada skala wafer 300mm, bahan yang sama yang digunakan di komputer baru.
Toleransi kesalahan sangat penting untuk komputasi kuantum karena qubit terkenal rapuh dan rawan kesalahan. Ketidakstabilan disebabkan oleh properti yang disebut dekoherensi.
Superposisi (kemampuan qubit untuk ada di banyak negara sekaligus) dan keterikatan (kemampuan dua atau lebih qubit untuk dihubungkan satu sama lain dan berbagi keadaan yang sama di jarak berapa pun, sehingga mengubah satu mengubah yang lain secara bersamaan), kunci untuk perhitungan kuantum, keduanya adalah keadaan rapuh yang dapat dihancurkan oleh interaksi yang sedikit pun dengan lingkungan.
Perubahan suhu, gangguan elektromagnetik atau faktor lingkungan lainnya dapat mendistorsi atau meruntuhkan sifat -sifat tersebut, yang mengarah ke hasil yang tidak akurat. Kerapuhan itu adalah salah satu hambatan terbesar untuk komputasi kuantum yang dapat diskalakan dan kuat. Itu sebabnya banyak penelitian komputasi kuantum ada di bidang Koreksi kesalahan kuantum (QEC).
Sebagai bagian dari Proyek koreksi kesalahan kuantum silikon siqecKuantum gerakan memanfaatkan qubit spin silikon yang dibuat menggunakan proses pembuatan semikonduktor 300 mm standar dan penelitian koreksi kesalahannya untuk membangun arsitektur toleran kesalahan yang dapat menskalakan jutaan qubit yang diperlukan untuk Keuntungan kuantum.
Tepi utama jenis manufaktur ini berlaku atas proses lain adalah kesamaan manufaktur silikon. Karena fasilitas, standar, dan teknik untuk memproduksi secara efektif jenis chip ini sudah mapan, mereka dapat diproduksi lebih murah, dengan cepat dan pada skala yang lebih besar daripada komponen lain yang lebih khusus.
