El corazón de cualquier computadora, su unidad central de procesamiento, se construye utilizando tecnología de semiconductores, que es capaz de colocar miles de millones de transistores en un solo chip. Ahora, los investigadores del grupo de Menno Veldhorst en QuTech, una colaboración entre TU Delft yTNO, han demostrado que esta tecnología se puede utilizar para construir una matriz bidimensional de qubits para que funcione como un procesador cuántico. Su trabajo, un hito crucial para la tecnología cuántica escalable, se publicó hoy en Naturaleza .
Las computadoras cuánticas tienen el potencial de resolver problemas que son imposibles de abordar con las computadoras clásicas. Mientras que los dispositivos cuánticos actuales contienen decenas de qubits, el bloque de construcción básico de la tecnología cuántica, una futura computadora cuántica universal capaz de ejecutar cualquier algoritmo cuánticoprobablemente constan de millones a miles de millones de qubits. Los qubits de puntos cuánticos prometen ser un enfoque escalable, ya que pueden definirse utilizando técnicas estándar de fabricación de semiconductores. Veldhorst: 'Al poner cuatro de estos qubits en una cuadrícula de dos por dos,control sobre todos los qubits y operando un circuito cuántico que entrelaza todos los qubits, hemos dado un importante paso adelante en la realización de un enfoque escalable para la computación cuántica '.
un procesador cuántico completo
Los electrones atrapados en puntos cuánticos, estructuras semiconductoras de solo unas pocas decenas de nanómetros de tamaño, se han estudiado durante más de dos décadas como una plataforma para la información cuántica. A pesar de todas las promesas, escalar más allá de la lógica de dos qubit ha sido difícil de alcanzar.romper esta barrera, los grupos de Menno Veldhorst y Giordano Scappucci decidieron adoptar un enfoque completamente diferente y comenzaron a trabajar con huecos es decir, electrones faltantes en el germanio. Con este enfoque, los mismos electrodos necesarios para definir los qubits también podrían usarse para"No es necesario agregar grandes estructuras adicionales al lado de cada qubit de modo que nuestros qubits sean casi idénticos a los transistores en un chip de computadora", dice Nico Hendrickx, estudiante de posgrado en el grupo de Menno Veldhorst y primer autor deAdemás, hemos obtenido un excelente control y podemos acoplar qubits a voluntad, lo que nos permite programar puertas de uno, dos, tres y cuatro qubit, prometiendo c cuántica altamente compacta.ircuits. '
2D es clave
Después de crear con éxito el primer qubit de punto cuántico de germanio en 2019, la cantidad de qubits en sus chips se ha duplicado cada año. 'Cuatro qubits de ninguna manera hacen una computadora cuántica universal, por supuesto', dice Veldhorst.qubits en una cuadrícula de dos por dos, ahora sabemos cómo controlar y acoplar qubits en diferentes direcciones. '' Cualquier arquitectura realista para integrar un gran número de qubits requiere que estén interconectados en dos dimensiones.
germanio como plataforma muy versátil
Demostrar la lógica de cuatro qubit en germanio define el estado de la técnica para el campo de los puntos cuánticos y marca un paso importante hacia las cuadrículas de semiconductores de semiconductores bidimensionales densos y extendidos. Además de su compatibilidad con la fabricación avanzada de semiconductores, el germanio también es un material muy versátil. Tiene propiedades físicas interesantes, como el acoplamiento espín-órbita y puede hacer contacto con materiales como los superconductores. Por lo tanto, el germanio se considera una plataforma excelente en varias tecnologías cuánticas. Veldhorst: 'Ahora que sabemoscómo fabricar germanio y operar una serie de qubits, la ruta de información cuántica del germanio realmente puede comenzar. '
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Delft . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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