wersja mobilna
Online: 639 Środa, 2017.03.29

Biznes

Obliczenia z jednego atomu

piątek, 21 września 2012 12:28

Zespół badawczy kierowany przez australijskich inżynierów stworzył pierwszy roboczy bit kwantowy na podstawie jednego atomu osadzonego w krzemie, otwierając tym samym drogę do ultra-wydajnych komputerów kwantowych przyszłości.

Dr Andrea Morello (z lewej) i profesor Andrew Dzurak

W przełomowym artykule opublikowanym w czasopiśmie "Nature" zespół opisuje, jak odczytywał i zapisywał informacje za pomocą spinu lub orientacji magnetycznej elektronu orbitującego wokół pojedynczego atomu fosforu osadzonego w kości krzemowej.

- Po raz pierwszy pokazaliśmy możliwość reprezentowania i przetwarzania danych za pomocą spinu, tworząc bit kwantowy (kubit) - podstawową jednostkę danych dla komputerów kwantowych - mówi profesor Andrew Dzurak. - To naprawdę wielki krok w kierunku realizacji krzemowego komputera kwantowego opartego na pojedynczym atomie.

Prof Dzurak wraz z dr. Andreą Morellim prowadzili zespół naukowców z Uniwersytetu w Melbourne i University College w Londynie.

Dr Morello twierdzi, że komputery kwantowe umożliwią rozwiązanie takich problemów, którym nie są w stanie podołać najlepsze superkomputery na świecie - Są to dane intensywnych problemów, takich jak łamanie nowoczesnych kodów szyfrujących, przeszukiwanie baz danych i modelowanie cząsteczek biologicznych i leków.

Oznacza to, że takie komputery będą niezwykle przydatne dla branży finansów i ochrony zdrowia, bezpieczeństwa i organizacji obronnych oraz rządowych. Funkcjonalne komputery kwantowe również otworzą drzwi nowym typom aplikacji i rozwiązań obliczeniowych, które - będąc na tym etapie - trudno sobie wyobrazić lub zrozumieć.

W celu wykorzystania spinu elektronów komputer kwantowy potrzebuje zarówno sposobu ustalenia stanu wirowania (zapis), jak i i pomiaru wyniku (odczyt).

Zespołowi naukowców kierowanych przez inżynierów z UNSW udało się wykonanie obu etapów. Ich nowy wynik jest kontynuacją badań z 2010 roku również opublikowanych w "Nature", w których pokazali możliwość odczytu stanu (kierunku) spinu elektronu. Teraz, wraz z możliwością zapisu stanu wirowania, udało im się zakończyć dwuetapowy proces wymagany do używania kubitu.

Nowy wynik uzyskano poprzez wyjątkową kontrolę nad elektronem z jednego atomu fosforu wszczepionego obok specjalnie zaprojektowanego krzemowego tranzystora. Jest on tak mały, żeby elektrony poruszające się w nim ustawiły się jeden po drugim. Następnie mierząc prąd płynący przez tranzystor, naukowcy są w stanie określić jaki stan wirowania miał elektron. Aby zapisać bit kwantowy, wystarczy, żeby naukowcy manipulowali stanem spinu elektronu, kierując go w dowolnym kierunku, którą wybiorą.

Naukowcy będą teraz łączyć w pary te urządzenia, aby stworzyć dwu-bitową bramę logiczną - podstawą jednostkę przetwarzającą dla komputera kwantowego. Budowa pełnowymiarowego komputera pozostaje trudnym i ambitnym wyzwaniem inżynieryjnym, jednak pierwszy krok został zrealizowany.

Mateusz Woźniak

 

World News 24h

środa, 29 marca 2017 17:58

Intel will start making 10nm chips this year it claims will lead the industry in transistor density using a metric it challenged rivals to adopt. Separately, it announced a 22nm low-power FinFET node to compete for foundry business with fully depleted silicon-on-insulator from rivals such as Globalfoundries. At 10nm, Intel will pack 100.8 million transistors per square millimeter. It estimated 10nm foundry processes now in production from TSMC and Samsung have about half that density. Intel’s metric averages density of a small and a large logic cell.

więcej na: www.eetimes.com