Elektron Reader Single Membuka Jalur untuk Komputasi Quantum

kesan dari atom fosfor (sphere merah dikelilingi oleh awan elektron biru, dengan spin) digabungkan untuk transistor silikon tunggal-elektron, untuk mencapai pembacaan tunggal-shot dari spin elektron fosfor. (Kredit: William Algar-Chuklin, Fakultas Seni Rupa, Universitas New South Wales)

Livejurnal69 - Sebuah tim yang dipimpin oleh para insinyur dan fisikawan di University of New South Wales (UNSW) di Sydney, Australia, telah mengembangkan salah satu blok bangunan kunci yang dibutuhkan untuk membuat silikon kuantum komputer dengan menggunakan: ". Pembaca elektron tunggal" sebuah

Pekerjaan mereka dipublikasikan di jurnal Nature.

Quantum komputer janji peningkatan eksponensial kecepatan pemrosesan selama komputer saat ini melalui penggunaan mereka dari "spin," orientasi atau magnetik, elektron individu untuk mewakili data dalam perhitungan mereka.

Dalam rangka untuk mempekerjakan spin elektron, komputer kuantum kebutuhan baik cara mengubah keadaan spin (menulis) dan mengukur bahwa perubahan (baca) untuk membentuk suatu qubit - setara dengan bit-bit pada komputer konvensional.

Dalam menciptakan pembaca elektron tunggal, sebuah tim insinyur dan fisikawan yang dipimpin oleh Dr Andrea Morello dan Profesor Andrew Dzurak, dari Sekolah Teknik Elektro dan Telekomunikasi di UNSW, telah untuk pertama kalinya dimungkinkan pengukuran spin satu elektron dalam silikon dalam percobaan tembakan tunggal. Tim juga termasuk peneliti dari University of Melbourne dan Universitas Aalto di Finlandia.

"Perangkat kami mendeteksi keadaan spin sebuah elektron tunggal dalam atom fosfor tunggal ditanamkan dalam blok silikon. Keadaan spin elektron mengontrol aliran elektron dalam sirkuit dekat," kata Dr Morello, penulis utama kertas , Single-shot pembacaan dari elektron spin dalam silikon.

"Sampai penelitian ini, tidak ada seorang pun benar-benar mengukur spin elektron tunggal dalam silikon dalam percobaan tunggal-shot."

Dengan menggunakan silikon - bahan dasar dari komputer konvensional - daripada cahaya atau bahan esoteris dan pendekatan yang dikejar oleh peneliti lain, perangkat akan membuka jalan untuk membangun sebuah komputer kuantum sederhana, terukur dan setuju untuk produksi massal.

Tim ini telah dibangun di tubuh penelitian yang telah menempatkan Australia di garis depan ras untuk membangun sebuah komputer kuantum bekerja. Pada tahun 1998 Bruce Kane, kemudian di UNSW, digariskan dalam Alam konsep untuk komputer berbasis silikon kuantum, di mana qubit ditentukan oleh atom fosfor tunggal dalam sebuah chip silikon dinyatakan ultra-murni. Perangkat baru membawa visinya lebih dekat.

"Kami berharap komputer kuantum akan dapat melakukan tugas tertentu jauh lebih cepat daripada komputer biasa, seperti pencarian database, pemodelan molekul kompleks atau mengembangkan obat baru," kata rekan penulis Prof Andrew Dzurak. "Mereka juga bisa retak bentuk yang paling modern enkripsi."

"Setelah satu dekade kerja berusaha untuk membangun jenis perangkat qubit tunggal atom, ini adalah saat yang sangat istimewa."

Sekarang tim telah menciptakan pembaca elektron tunggal, mereka bekerja untuk segera menyelesaikan penulis elektron tunggal dan menggabungkan keduanya. Kemudian mereka akan menggabungkan pasang perangkat ini untuk menciptakan gerbang logika 2-bit - unit pengolahan dasar dari sebuah komputer kuantum.

Tim penelitian ini adalah bagian dari Australian Research Council (ARC) Pusat Excellence untuk Quantum Computer Technology, yang berkantor pusat di UNSW. Tim ini dipimpin oleh Profesor Dzurak dan Dr Morello, dengan Bapak Jarryd Pla dan Dr Floris Zwanenburg sebagai pendukung eksperimentalis kunci. co Kertas Teman-penulis termasuk Prof David Jamieson dari University of Melbourne; Dr Bob Clark, Kepala Pertahanan Australia Scientist, dan 10 peneliti lain dari UNSW, The University of Melbourne, dan Universitas Aalto Finlandia.

Penelitian ini didanai oleh:, US Australia, dan pemerintah NSW, UNSW, dan University of Melbourne.