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Contrôle du processeur 6 Qubit en silicium : ScienceAlert

Un autre record a été battu sur le chemin du plein fonctionnement et de la pleine capacité Ordinateurs quantiquesContrôle total d’un processeur 6 qubit en silicium.

Les chercheurs le décrivent comme un « tremplin clé » pour la technologie.

Les qubits (ou bits quantiques) sont les équivalents quantiques des bits informatiques classiques, sauf qu’ils ne peuvent traiter que plus d’informations. Grâce à la physique quantique, vous pouvez être dans deux états à la fois, plutôt que juste 1 ou 0.

La difficulté est de faire en sorte que tant de qubits se comportent comme nous en avons besoin, c’est pourquoi ce saut à six est si important. La possibilité de l’exécuter en silicium – le même matériau utilisé dans les appareils électroniques d’aujourd’hui – rend la technologie plus viable.

« La Statistiques quantitatives Le défi d’aujourd’hui se compose de deux parties,  » Stephen Phillips, chercheur en informatique quantique, déclare : de l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas. « Développez des qubits de qualité suffisante et développez une architecture qui permet de construire de grands systèmes de qubits. »

« Notre travail s’inscrit dans les deux catégories. Étant donné que l’objectif global de construire un ordinateur quantique C’est un effort énorme, et je pense qu’il est juste de dire que nous avons apporté une contribution dans la bonne direction. »

Les qubits sont constitués d’électrons individuels maintenus en série, distants de 90 nanomètres (il y a des cheveux humains autour d’eux). Diamètre 75000 nm). Cette ligne de « points quantiques » est placée dans du silicium, en utilisant une structure similaire aux transistors utilisés dans les processeurs standards.

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Processeur à six qubits. Les qubits sont créés en ajustant la tension sur les fils rouge, bleu et vert de la puce. SD1 et SD2 sont des capteurs de champ électrique très sensibles qui peuvent détecter la charge d’un seul électron. Ces capteurs combinés à des systèmes de contrôle avancés ont permis aux chercheurs de placer des électrons individuels à des positions étiquetées de 1 à 6, qui ont ensuite été activées en tant que qubits. (Phillips et al tempérer la nature2022)

En apportant des améliorations subtiles à la façon dont les électrons étaient préparés, gérés et surveillés, l’équipe a pu contrôler avec succès leur spin – la propriété mécanique quantique qui permet l’état du qubit.

Les chercheurs ont également pu créer des portes logiques et des systèmes d’intrication à deux ou trois électrons, à la demande, avec de faibles taux d’erreur.

Les chercheurs ont utilisé le rayonnement micro-onde, les champs magnétiques et Tension électrique Pour contrôler le spin et la lecture de l’électron, exécutez-les comme des qubits et faites-les interagir les uns avec les autres selon les besoins.

« Dans cet article, nous repoussons les limites des qubits dans le silicium, en obtenant une précision d’initialisation élevée, une précision de lecture élevée, une fidélité de porte élevée à un seul qubit et des fidélités d’état élevées à 2 qubits », L’ingénieur électricien Levin Vandersiben dit :également de l’Université de technologie de Delft.

« Ce qui ressort vraiment, c’est que nous avons démontré toutes ces propriétés ensemble dans une expérience sur un nombre record de bits. »

jusqu’à ce point, 3 processeurs qubit uniquement Ils sont construits avec succès en silicium et contrôlés au niveau de qualité souhaité – nous parlons donc d’un énorme pas en avant en termes de ce qui est possible dans ce type de qubit.

Il existe différentes façons de construire des qubits – Y compris sur les supraconducteursDe nombreux qubits ont été joués ensemble – et les scientifiques sont toujours en train de déterminer quelle pourrait être la meilleure voie à suivre.

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L’avantage du silicium est que les chaînes de fabrication et d’approvisionnement sont déjà en place, ce qui signifie que la transition du laboratoire scientifique à la machine réelle doit être plus simple. Le travail se poursuit pour pousser le record de qubit plus haut.

« Grâce à l’ingénierie de précision, il est possible d’augmenter le nombre de qubits de spin en silicium tout en conservant la même précision pour les qubits uniques », L’ingénieur électricien Mateusz Madzik dit : de l’Université de technologie de Delft.

« Le bloc de construction principal développé dans cet article peut être utilisé pour ajouter plus de qubits dans les itérations ultérieures de l’étude. »

La recherche a été publiée dans tempérer la nature.

Delphine Perrault

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