量子计算中最大的障碍已经过去

量子计算中最大的障碍已经过去

量子计算机被认为是计算技术的下一步。他们将有能力解决大规模问题,包括对诸如COVID-19之类的病毒进行建模,开发新药,使用复杂的密码学以及开发可降低能耗的催化剂。不幸的是,该技术距离实际使用已超过十年。但是,已经取得了重大突破,可以使量子计算触手可及。由悉尼新南威尔士大学的安德鲁·德祖拉克(Andrew Dzurak)教授领导的一组研究人员表明,硅基量子比特可以在比正常温度更高的温度下工作。他们利用这一突破设计了一种新型的量子芯片,该芯片更易于使用。他们的概念证明最近发表在《自然》杂志上,很可能突破了量子计算中最艰难的障碍之一。

什么是量子位?

量子位是量子计算的基本单位。就像家用计算机中的常规位一样,量子位可以表示0或1,并且在一起工作时它们形成二进制代码,是计算机处理的基础。qubit更高级,因为它也可以同时显示1和0状态。这就是所谓的“叠加”,是量子计算的基础。

听起来可能并不多,但是当数百万个这些量子比特一起工作时,它们可以解决地球上所有超级计算机可以处理的问题。

常规Qubit与Silicon Qubits

目前,常规量子位必须保持在绝对零值以下几分之一度的温度,绝对零值比深空要冷。为了保持该温度,必须使用顶级制冷技术。这花费了数百万美元,并且占用了大量空间。使用常规量子位的全尺寸量子计算机将需要整个建筑物才能存储冷却单元。

Dzurak博士的团队设计了一种芯片,该芯片使用硅基量子比特,可在约1.5开氏温度下工作。这仍然很冷,但是只需要价值数千美元的制冷,而不是数百万美元。INFOGRAPHIC-显示两者之间的区别

好消息并不止于此。硅量子比特在更高温度下运行的能力实际上有助于克服第二个障碍。在量子芯片旁边使用常规计算机芯片一直是一个问题,因为它们产生的热量足以使常规量子比特立即过热。

不幸的是,需要常规的计算机芯片来控制量子芯片的读取和写入操作。但是,我们可以从它们带走足够的热量,以使它们不会干扰硅量子比特。这种微小的差异使量子计算机的构造成为可能。

这些突破超出了他们的时代,使量子计算技术更加接近。仍然有许多挑战需要解决,但是没有理由认为这项技术还有十年的路程。



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