Australijos mokslininkams pavyko sumažinti klaidų lygį puslaidininkių kvotose, kvantinio kompiuterio vienetinėse ląstelėse, iki 0,04%. Tai atveria kelią universalių kompiuterių kūrimui, teigia fizikai žurnale „Nature Electronics“.
Jau keletą metų Dzurakas ir jo kolegos universitete kuria komponentus, reikalingus visaverčiam kietojo kūno kvantiniam kompiuteriui surinkti. Taigi, 2010 m. Jie sukūrė kvantinį vieno elektrono tranzistorių, o 2012 m. - pilnavertį silicio kvadratą, pagrįstą fosforo-31 atomu.
- „Salik.biz“
2013 m. Jie surinko naują qubit versiją, kuri leido nuskaityti duomenis iš jos beveik 100% tikslumu ir išliko stabili labai ilgą laiką. 2015 m. Spalio mėn. Dzurakas ir jo komanda žengė pirmąjį žingsnį link pirmojo silicio kvantinio kompiuterio sukūrimo, sujungdami dvi kvitas į modulį, kuris atlieka loginę ARBA operaciją.
Liko tik vienas žingsnis - išmokti sujungti panašias kvites, naudojant tas pačias puslaidininkių technologijas, kaip ir pačios kvantinės atminties ląstelės. Tai padaryti buvo labai sunku, nes „paprastos“puslaidininkių kvotos gali sąveikauti viena su kita tik nedideliu atstumu.
Išsprendę šią problemą prieš dvejus metus, australų mokslininkai galvojo, kaip „suklijuoti“kvadratus į vieną visumą ir išmokti juos „atspausdinti“taip, kaip tai daro elektronikos gamintojai, kurdami mikroschemas. Šių apmąstymų vaisius buvo pirmieji kvantinių „mikroschemų“sukūrimo planai, kuriuos „Dzurako“komanda pristatė 2017 m. Gruodžio mėn.
Šias idėjas, kaip pažymėjo Dzurakas, jo komandai pavyko įgyvendinti praktikoje praėjusį rudenį, naudojant vadinamąją CMOS technologiją - vieną iš labiausiai paplitusių ir patikrintų metodų gaminant mikroschemas. Mokslininkai jį panaudojo „atspausdindami“visus kvbitų komponentus, taip pat mikrobangų emiterius, kvantinius taškus ir tranzistorius, reikalingus norint teisingai įrašyti naujus duomenis į kvantinės atminties ląstelę.
Išspręsdami šią problemą, fizikai pagalvojo apie kitą didelį žingsnį - norint sukurti tikrai universalų kvantinį kompiuterį, reikėjo, kad jų kvotos veiktų beveik tobulai, padarydamos klaidas ne daugiau kaip 1% laiko. Tokiu atveju likusias problemas jų darbe galima pašalinti naudojant specialius klaidų taisymo algoritmus ir loginius, o ne fizinius kvitus.
Kaip pastebi tyrinėtojas, yra du būdai, kaip pagerinti tokių prietaisų tikslumą - patobulinant pačių atminties elementų dizainą ir keičiant informacijos skaitymo bei rašymo į juos būdą. Australijos fizikai nuėjo antrą kelią, naudodamiesi algoritmais ir technikomis, kuriuos sukūrė jų kolegos Sidnėjaus universitete.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Jie padėjo Zuraku ir jo komandai pakeisti mikrobangų valdymo impulsų struktūrą taip, kad klaidų skaičius skaitant ar rašant duomenis sumažėjo keliomis eilėmis. Dėl to mokslininkai ne tik peržengė „klaidų taisymo barjerą“, bet ir aplenkė superlaidžias ir „atomines“kvitas, kurios anksčiau buvo laikomos perspektyvesnėmis kuriant sudėtingas kvantines mašinas.
Artimiausiu metu abi tyrėjų grupės planuoja atlikti panašius kelių kvbitų ir mikroschemų derinius, kuriuos jau anksčiau sukūrė Dzurakas ir jo komanda. Mokslininkai tikisi, kad jie sugebės sumažinti bendrą klaidų lygį iki tokio lygio, kuris per artimiausius metus leis sukurti visavertį kvantinį kompiuterį.