17:17
Comentarii Adauga Comentariu

_ Qubiți supraconductori de înaltă calitate fabricați cu tehnologii compatibile CMOS

_ Fabricați qubiți supraconductori de înaltă calitate cu tehnologii compatibile cu CMOS

Computerele cuantice promit să afecteze în mod dramatic domeniile de aplicație selectate, inclusiv sinteza materialelor, dezvoltarea de medicamente farmaceutice și securitatea cibernetică - pentru a numi câteva.

În modelul circuitului cuantic. de calcul, o poartă logică cuantică (sau pur și simplu poartă cuantică) este o operație de bază pe un număr mic de qubiți, care este analogă cu o poartă logică clasică pentru circuitele digitale convenționale. Qubiții sunt blocurile de construcție ale circuitelor cuantice. Sunt dezvoltate diferite platforme de calcul cuantic cu diverse tipuri de qubiți și sunt în curs de desfășurare eforturi la nivel mondial pentru a le aduce din laborator în lume.

Una dintre tehnologiile promițătoare pentru calculul cuantic folosește circuite supraconductoare. Anton Potočnik, cercetător senior în calcul cuantic la IMEC, spune: „Starile energetice ale qubiților supraconductori sunt relativ ușor de controlat și, de-a lungul anilor, cercetătorii au reușit să cupleze un număr tot mai mare de qubiți împreună. nivel mai înalt de întanglement – ​​care este unul dintre pilonii calculului cuantic. În plus, grupurile de cercetare din întreaga lume au demonstrat qubiti supraconductori cu timpi de coerență lungi (până la câțiva 100 µs) și fidelități de poartă suficient de mari – două repere importante pentru calculul cuantic ."

În timp ce timpul de coerență ne oferă informații despre cât timp un qubit își păstrează starea cuantică (și, prin urmare, informațiile sale), fidelitatea porții cuantifică diferența de funcționare dintre o poartă ideală și poarta fizică corespunzătoare în cuantică. hardware.

Implementarea la scară largă împiedicată de probleme de variabilitate

Rezultatele încurajatoare menționate mai sus au fost până acum obținute doar la scară de laborator, folosind dublu-ang Tehnicile de evaporare și ridicare pentru realizarea celui mai critic element: joncțiunea Josephson. „Qubitul supraconductor este, în esență, un circuit rezonator LC neliniar, care conține un inductor neliniar (L) și un condensator (C)”, explică Anton Potočnik.

„Joncțiunea Josephson are rolul de un inductor neliniar, nedisipator, care ne permite să manipulăm stările de energie de qubit pentru a reprezenta, de exemplu, o suprapunere de 10> și 11>. Pentru a minimiza orice pierderi de energie sau, cu alte cuvinte, pentru a maximiza timpul de coerență, diversele interfețe conținute în structurile care alcătuiesc joncțiunea și condensatorul trebuie să fie cât mai curate posibil.Chiar și un defect atomic prezent la una dintre interfețe poate face ca qubitul să piardă energie.Și de aceea evaporarea în unghi dublu și decolarea sunt tehnicile de fabricație preferate: pot oferi aceste interfețe extrem de curate.”

Dar aceste tehnici de fabricare au un dezavantaj serios: provoacă o extindere suplimentară către un număr mai mare de qubiți. Implementarea la scară largă este împiedicată de variabilitatea energiei Josephson a joncțiunii evaporate. În plus, tehnica de fabricație limitează alegerea materialului supraconductor și, prin urmare, potențialul de îmbunătățire a qubitului.

O abordare alternativă folosind tehnici de fabricație compatibile cu CMOS

Jeroen Verjauw, Ph.D. .D. cercetător la IMEC, spune: „Echipa noastră de la IMEC a explorat modalități alternative de fabricare a circuitelor supraconductoare. Accentul nostru s-a concentrat pe crearea așa-numitelor joncțiuni Josephson suprapuse folosind doar materiale și tehnici compatibile cu CMOS, deoarece acest lucru permite valorificarea fiabilității și reproductibilității oferite. prin pași de procesare CMOS de ultimă generație pentru a controla variabilitatea și a facilita extinderea.”

Jonsiunile suprapuse au doi electrozi (de jos (BE) și de sus (TE)) separați de un strat izolator subțire. Electrozii sunt definiți în două cicluri de modelare, cu o pauză de vid între ele. Ruperea introduce creșterea necontrolată a oxidului de metal nativ, care trebuie îndepărtat în timpul așa-numitei etape de frezare cu Ar. „Acest pas de frezare în Ar este totuși cunoscut a fi foarte critic și s-a raportat anterior că introduce pierderi de energie nedorite”, adaugă Jeroen Verjauw.

Timp de coerență de până la 100 µs, fidelitate de poartă de 99,94%

p>

Tsvetan Ivanov, cercetător la IMEC, spune: „Am demonstrat în laboratorul nostru qubiți supraconductori cu timpi de coerență care depășesc 100 µs și o fidelitate medie a porții de un singur qubit de 99,94%. Aceste rezultate sunt comparabile cu starea de dispozitive de ultimă generație, dar, pentru prima dată, au fost obținute utilizând tehnici de fabricație compatibile cu CMOS - cum ar fi depunerea prin pulverizare de ultimă generație și gravarea subtractivă. Aceste rezultate inovatoare ar putea fi obținute prin îmbunătățirea procesului cunoscut de realizare. Îmbunătățirile includ optimizarea procesului pentru a reduce numărul de pași și interfețe de proces (și, prin urmare, riscul de pierderi de energie), o etapă îmbunătățită de frezare în Ar și utilizarea exclusivă a aluminiului (Al) pentru fabricarea electrozilor. „

Următorii pași: 300 mm f scurtarea, reducerea pierderilor și abordarea reproductibilității

Experimentele noastre descrise în NPJ Quantum Information au fost până acum realizate doar într-un mediu de laborator, pe cupoane de substrat. Tsvetan Ivanov: „Cu toate acestea, metoda de fabricație prezentată anunță o etapă importantă către un proces CMOS de 300 mm fabricabil pentru qubiți supraconductori de înaltă calitate. În curând, vom transfera fabricarea acestor circuite supraconductoare în fabrica de 300 mm IMEC. Suntem dornici să verificăm dacă timpii mari de coerență pot fi reproduși pe substraturi mai mari de plachete.”

Jeroen Verjauw: „În plus, am proiectat vehiculele noastre de testare astfel încât să putem studia de unde provin pierderile de energie. Primele rezultate au indicat că pierderile apar în principal la suprafața exterioară a structurii, și nu, la nivelul joncțiunii critice. Acest lucru este încurajator, deoarece lasă loc pentru optimizare prin aplicarea unor etape de tratare a suprafeței mai dedicate. Și, în sfârșit, metoda noastră de fabricare oferă o cale către fabricarea reproductibile. qubiți pe o suprafață mare a plachetelor, cu variații reduse, de exemplu, în frecvența qubitului."

Totuși, există și alte obstacole pe drumul către q practic bazat pe supraconductor. calculatoare uantum. Anton Potočnik concluzionează: „Qubiții supraconductori sunt încă relativ mari (dimensiunea mm) în comparație, de exemplu, cu qubiții de spin semiconductor (dimensiunea nm). Investigăm cum putem micșora și mai mult dispozitivele. De asemenea, sunt în desfășurare multe eforturi pe partea algoritmică. qubiții pe care îi facem astăzi nu sunt ideali, așa că există un efort uriaș din partea teoretică pentru a dezvolta algoritmi care sunt mai rezistenți la pierderi și erori și pentru a dezvolta protocoale de corectare a erorilor cuantice. În plus, comunitatea noastră va avea nevoie de scalabilitate, instrumente foarte bine calibrate pentru a interfața cu numărul tot mai mare de qubiți supraconductori, pentru a-i controla și a citi rezultate semnificative.”

Concluzii și perspective

Kristiaan De Greve, director de program de calcul cuantic la IMEC , vede această lucrare a lui Anton, Tsvetan, Jeroen și colegii lor ca o piatră de hotar crucială pentru a putea depăși barierele fundamentale în calea creșterii qubitilor supraconductori, în virtutea beneficiilor de control și precizie ale metode de procesare standard din industrie: „Cât mai multe mii până la milioane de qubiți fizici vor fi probabil necesari pentru procesoarele cuantice ale viitorului, depășirea limitărilor datorate variabilității și randamentului scăzut va fi crucială. Prin urmare, IMEC investește semnificativ în înțelegerea și analiza comparativă a acestor limitări și în introducerea de soluții noi care valorifică experiența noastră în controlul avansat al proceselor.”

Danny Wan, manager de program de calcul cuantic la IMEC, adaugă: „În cadrul programului IMEC privind calculul cuantic, oamenii de știință și-au propus provocarea de a aduce calculul cuantic (atât bazat pe semiconductor, cât și pe cel supraconductor) din laborator în laborator. Rezultatele descrise în NPJ Quantum Information sunt extrem de încurajatoare și confirmă că suntem pe drumul cel bun în îndeplinirea misiunii noastre.”

Studiul este publicat în npj Quantum Information.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ FMI revizuieşte perspectivele la nivel mondial - Cum vor evolua economiile lumii

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Atmosfera Pământului poate fi sursa de apă lunară

Rușii „încep să fugă în liniște din Crimeea” pe măsură ce contraatacul ucrainean își aprinde ritmul

_ Părinții unei fete care s-au înecat în excursie școlară plâng în afara tribunalului după ce profesorii au fost curățați de fapte greșite

_ Kaia Gerber este foarte elegantă într-o cămașă cu nasturi în dungi și pantaloni negri în timp ce se plimbă

_ Sofia Richie arată lejer într-un tricou „Los Angeles is a Myth” și pantaloni scurți din spandex în timp ce iese afară

_ Declan Rice renunță la programul „obscen” după ce a dezvăluit că a jucat 68 de MECIURI într-un an

_ Sophie, Contesa de Wessex începe călătoria în Rwanda cu o vizită emoționantă la Memorialul Genocidului de la Kigali

_ Kwasi Kwarteng poartă discuții de criză cu creditorii ipotecari pe măsură ce ratele cresc

_ Adversara lui Man United în Europa League, Omonia Nicosia, este antrenată de Neil Lennon

Deci la ei se poate...Germania: Guvernul vrea să naţionalizeze Uniper, cel mai mare jucător de pe piaţa energiei

Spore the mairie: Boom în ciupercile cultivate pe bere belgiană

_ Gazda KIIS FM, Woody Whitelaw și logodnica lui, Mimi Gibbs, întâmpină o fetiță

_ Nikita Kuzmin de la Strictly „se desparte de iubita Nicole Wirt în timp ce se mută din apartamentul lor”

_ Comisia Europeană anunţă lansarea pe orbită a doi sateliţi Galileo care au primit numele unor copii câştigători ai unui concurs de desen

FILIPINE EXACT CA ȘI LA NOI. După atâta sărăcie adusă de "democrația" progresistă oamenii au ajuns să regrete fericitele zile ale Dictaturii. Votarea în curs la alegerile din Filipine care îl confruntă pe fiul dictatorului Marcos, cu un avocat soroșist

_ Georgia May Jagger are datorii de 355.000 de lire sterline după ce a pierdut în gama ei de îngrijire a pielii

_ „Acesta nu este sfârșitul poveștii”: avocatul victimei Epstein avertizează că drama prințului Andrew nu s-a terminat

_ Ciolacu: Salariul minim trebuie majorat de la 1 ianuarie. Nu putem doar să ne plângem

_ „Oamenii par să mă considere un adolescent furios”: Greta Thunberg se deschide despre percepția publicului

_ Braith Anasta pare abătut în timp ce împarte un prânz KFC cu fiica și mama sa

_ Paige Thorne de la Love Island se prezintă cu Billy Brown în mijlocul „pauzei” lui Adam Collard

_ Creştere uşoară a indicelui ROBOR la 3 luni, după ce BNR a majorat dobânda de referinţă

_ Atac armat într-un centru de copii din Thailanda: 34 de morţi

_ 127 dintre cele 259 de zboruri întârzieri pe Aeroportul Henri Coandă aparţin companiei Wizz Air

DART de la NASA își activează camera pentru a arăta Dimorphos la 6,8 milioane de mile de Pământ

Faceți cunoștință cu bărbații care plătesc 70.000 de lire sterline pentru o operație chinuitoare de lungire a picioarelor pentru a-i face mai înalți

_ Zara McDermott se bucură de iubitul Sam Thompson la petrecerea de lansare a gamei de modă

Francezi acuzați că-și bagă din nou nasul în Mali. Ei se jură că nu fură...Armata franceză respinge acuzațiile Mali de spionaj, încălcare a spațiului aerian

Covid-19: China se confruntă cu dilema blocării la Beijing, în timp ce cazurile au atins un nivel record

FRANȚA. Mii de manifestanți francezi de extremă stângă de Ziua Mai au făcut presiuni asupra realesului Macron

_ Protestatarii armeni cer premierului să demisioneze din cauza „concesiunilor” din Karabakh

SUA. Proiectul de aviz sugerează că Curtea Supremă a SUA este dispusă să anuleze drepturile la avort, relatează Politico

Armenia reține sute de protestatari anti-guvernamentali, în timp ce opoziția cere premierului să demisioneze

Poliția din Sri Lanka trage cu gaze lacrimogene asupra protestatarilor studenți în fața parlamentului

Ascensiunea și căderea unei dinastii politice care a adus Sri Lanka în genunchi

Premiile abundă pentru extrema dreaptă a lui Le Pen în alegerile legislative istorice franceze

_ Bo Svensson recunoaște că este „măgulit” de legăturile cu Brighton - dar insistă că nu a existat „niciun contact”

_ Mary McCartney uimește într-o rochie mini de mătase în timp ce se bucură de o noapte rară de ieșire cu soțul Simon Aboud

_ Fetița care a fost legănată de îndrăgitoarea Prințesă de Wales s-a născut la 34 de săptămâni cântărind doar 5 kg

_ Noua era a orwellianismului

Roger Federer anunță că se retrage din tenis la vârsta de 41 de ani

_ Top Gun: Starul Maverick este filmat luptându-se cu avionul rusesc în trailerul pentru continuare

_ Graham Potter insistă că Reece James are ceea ce este necesar pentru a deveni o „legendă a Chelsea”

_ Kate Moss uimește într-o rochie cu paiete argintiu, în timp ce își unește forțele cu Lily James și Jourdan Dunn

_ Ronaldo a lăudat după ce starul Man United a evitat în mod deliberat să meargă pe insigna Man City

_ Anglia Femeile o numesc pe vedeta în ascensiune Sadia Kabeya, în vârstă de 20 de ani, pentru a înfrunta Fiji în deschiderea Cupei Mondiale

_ „Nu pot să obțin nimic peste acel geezer!”: Jude Bellingham glumește despre viața în umbra lui Erling Haaland

_ Firmele de substitut NHS profită de deficitul de personal și văd veniturile crescând, arată datele

_ Lena Dunham se îmbracă într-un body cu flori în timp ce pozează pentru fotografii

_ De ce era inevitabil că Prințul Harry și Meghan Markle vor ajunge în dezacord cu Netflix

_ Recruții ruși se revoltă la graniță, spunând că sunt „tratați ca vite” și că nu au „antrenament zero”

_ A fost o zi de COȘMAR pentru box - Fury v Joshua a fost anulat după ce s-a scufundat la adâncimi rușinoase

_ Asistentele încep să voteze greve! Colegiul Regal spune că „este suficient” și cere o creștere a salariului cu 17%.

_ Louise Thompson dezvăluie că are lupus

_ Actorul Matthew McConaughey a susţinut o pledoarie emoţionantă la Casa Albă pentru reformarea legislaţiei privind regimul armelor

_ Gabriela Firea acuză că încă un proiect a fost lăsat de izbelişte de actuala conducere a Primăriei Capitalei: Baza sportivă Sahighian este, din nou, abandonată

_ Regina Letizia a Spaniei emană eleganță într-o rochie bleumarin cu buline pentru Ziua Mondială a Sănătății Mintale

_ Ralf Rangnick spune că viitorul șef de la Manchester United, Erik ten Hag, ar trebui să-l păstreze pe Cristiano Ronaldo


Pag.1 Pag.2

Nr. de articole la aceasta sectiune: 96, afisate in 2 pagini.



ieri 00:38 _ ANDROID...