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科学 & 技术

一个量子比特一个量子比特:为量子计算优化硅

构建更好的量子比特: 而传统计算机的基本信息单位, 钻头, 可能处于两种状态之一(0或1), 量子计算机的量子位可能是这两种状态的结合. 澳门威尼斯人网上赌场的物理学家约翰·尼科尔正在探索克服硅自旋量子比特的一些缺点的方法. (Mark Garlick / Getty Images科学图片库)

一组澳门威尼斯人网上赌场人员正在采取“材料优先”的方法来解决硅自旋量子比特带来的挑战.

量子计算机利用量子力学来执行计算和解决超出经典计算机能力的问题. 而一台普通的计算机由数十亿个晶体管组成, 叫比特, 量子计算机是基于量子比特的, 也被称为量子位.

为了建造强大的量子计算机, 有一种量子比特显示出了非凡的前景:硅自旋量子比特. 这些量子比特不仅具有较长的相干时间,而且与先进的半导体制造技术兼容. 尽管有这样的承诺, 硅自旋量子位所使用的材料给澳门威尼斯人网上赌场人员带来了反复出现的挑战. 这些包括:

  • 负责噪声, 或者量子比特周围静电环境中的不稳定波动, 使它们不稳定
  • 谷分裂它产生的量子点能级可能太接近,导致不必要的并发症
  • 电子g因子的空间变化这可能导致难以控制量子位

为了克服这些挑战,美国空军科学澳门威尼斯人网上赌场办公室(AFOSR)已经 授予 超过6美元.700万美元用于材料表征和建模的多学科专家团队, 硅制造, 量子实验. 由麻省理工学院的澳门威尼斯人网上赌场人员领导 澳门威尼斯人网上赌场, the team includes collaborators at the University at Buffalo; SUNY Stony Brook; NY Creates; University of California, Los Angeles; and Lawrence Livermore National Laboratory.

“我们正在采取材料优先的方法来发现硅自旋量子比特挑战的根本原因,” 约翰·尼科尔,副教授 物理 他是这个项目的首席澳门威尼斯人网上赌场员.

AFOSR资助高风险的基础澳门威尼斯人网上赌场,这些澳门威尼斯人网上赌场有可能对国家的技术进步产生深远影响, 在包括发展稳定和强大的量子计算机在内的领域. 办公室资助学术界之间的合作关系, 国家实验室, 创新中心是量子计算取得进展的关键, 据尼科尔说.

“这个团队有必要的专业知识来澳门威尼斯人网上赌场硅自旋量子比特的相关性和因果关系,并最终通过该平台的材料开发加速进展,他说.