量子計算中最大的障礙已經過去

量子計算中最大的障礙已經過去

量子計算機被認為是計算技術的下一步。他們將有能力解決大規模問題,包括對諸如COVID-19之類的病毒進行建模,開發新藥,使用複雜的密碼學以及開發可降低能耗的催化劑。不幸的是,該技術距離實際使用已超過十年。但是,已經取得了重大突破,可以使量子計算觸手可及。由悉尼新南威爾士大學的安德魯·德祖拉克(Andrew Dzurak)教授領導的一組研究人員表明,硅基量子比特可以在比正常溫度更高的溫度下工作。他們利用這一突破設計了一種新型的量子芯片,該芯片更易於使用。他們的概念證明最近發表在《自然》雜誌上,很可能突破了量子計算中最艱難的障礙之一。

什麼是量子位?

量子位是量子計算的基本單位。就像家用計算機中的常規位一樣,量子位可以表示0或1,並且在一起工作時它們形成二進制代碼,是計算機處理的基礎。qubit更高級,因為它也可以同時顯示1和0狀態。這就是所謂的“疊加”,是量子計算的基礎。

聽起來可能並不多,但是當數百萬個這些量子比特一起工作時,它們可以解決地球上所有超級計算機可以處理的問題。

常規Qubit與Silicon Qubits

目前,常規量子位必須保持在絕對零值以下幾分之一度的溫度,絕對零值比深空要冷。為了保持該溫度,必須使用頂級製冷技術。這花費了數百萬美元,並且佔用了大量空間。使用常規量子位的全尺寸量子計算機將需要整個建築物才能存儲冷卻單元。

Dzurak博士的團隊設計了一種芯片,該芯片使用硅基量子比特,可在約1.5開氏溫度下工作。這仍然很冷,但是隻需要價值數千美元的製冷,而不是數百萬美元。INFOGRAPHIC-顯示兩者之間的區別

好消息並不止於此。硅量子比特在更高溫度下運行的能力實際上有助於克服第二個障礙。在量子芯片旁邊使用常規計算機芯片一直是一個問題,因為它們產生的熱量足以使常規量子比特立即過熱。

不幸的是,需要常規的計算機芯片來控制量子芯片的讀取和寫入操作。但是,我們可以從它們帶走足夠的熱量,以使它們不會干擾硅量子比特。這種微小的差異使量子計算機的構造成為可能。

這些突破超出了他們的時代,使量子計算技術更加接近。仍然有許多挑戰需要解決,但是沒有理由認為這項技術還有十年的路程。



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