新南威尔士大学：硅量子计算机芯片的完整设计
发布时间：2017-12-21 浏览次数：1224
新南威尔士大学(The University of New South Wales)，澳大利亚一所世界顶尖级研究学府，澳大利亚名校联盟“八大名校”之一，简称UNSW，创立于1949年，其主校区位于新南威尔士州首府悉尼。
新南威尔士大学是三个国际著名的研究型大学联盟组织环太平洋大学联盟(APRU)、全球科技大学联盟(GlobalTech)、Universitas 21的成员大学之一。在最新的“QS世界大学排名(2017-2018)”中，新南威尔士大学位居世界第45位。 在众多学科中，新南威尔士大学以商科和工科著称。据最新2017 QS WORLD RANKINGS BY SUBJECT UNSW的矿物工程与采矿工程位居全球第五，会计和金融位居全世界第11位，继续保持全澳第一的好成绩，法律学位居世界第14位，土木和结构工程位居世界第16位。世界第一商学院沃顿商学院院长Geoffrey Garrett即为UNSW商学院前院长。
新南威尔士大学：硅量子计算机芯片的完整设计
澳大利亚和荷兰工程师对当今计算机芯片的重新设计，展示了如何制造量子计算机 - 主要采用标准的硅技术。
世界各地的研究团队正在探索不同的方法来设计一个可以整合量子交互的工作计算芯片。现在，新南威尔士大学的工程师相信他们已经解决了这个问题，重新构想我们所知道的硅微处理器，为量子计算机芯片创造一个完整的设计，这个量子计算机芯片可以使用大多数标准工业流程和组件制造。
在“自然通讯”杂志上发表的新型芯片设计详细介绍了一种新颖的架构，可以使用现有的半导体元件（称为CMOS（互补金属氧化物半导体））进行量子计算，这是所有现代芯片的基础。
它是由新南威尔士大学（UNSW）澳大利亚国家制造设施主管Andrew Dzurak和该论文的主要作者Menno Veldhorst设计的，该论文的作者是UNSW研究员，当时这个概念性工作已经完成。
Andrew Dzurak教授和Menno Veldhorst博士解释了他们的新设计。
澳大利亚着名的量子计算与通信技术中心（CQC2T）的项目负责人Dzurak说：“我们经常认为登陆月球是人类最伟大的技术奇迹。“但是创造一个拥有十亿个操作设备的微处理器芯片，就像交响乐一样工作 - 你可以随身携带！- 是一个惊人的技术成就，是现代生活的革命。
“利用量子计算，我们正处于另一个技术飞跃的边缘，这个飞跃可能是深刻的，也是变革性的。但是，在单个芯片上实现这一点的完整工程设计一直难以实现。我认为我们在新南威尔士大学开发的项目现在可以做到这一点。最重要的是，它可以在现代化的半导体制造工厂中生产，“他补充说。
代尔夫特理工大学与荷兰应用科学研究机构TNO合作的QuTech公司现在是量子技术领域的领导者Veldhorst表示，新设计的强大之处在于它首次绘制了一个可以想象的工程通向创造数以百万计的量子比特或量子比特。
新南威尔士大学的工程师已经重新设计了现代半导体，以量子计算机芯片为主，采用大多数标准的工业部件来创建世界上第一个完整的设计。
现在的计算机芯片显然不能满足解决量子计算机真正重要问题所需的量子效应。为了解决应对全球性重大挑战的问题，如气候变化或癌症等复杂疾病，人们普遍认为，我们将需要数百万个量子位。要做到这一点，我们需要将量子比特集成在一起并整合，就像我们现代的微处理器芯片一样。这就是这个新设计要实现的目标。
“我们的设计采用了传统的硅晶体管开关，通过使用基于网格的”字“和”位“选择协议，类似于用于选择传统计算机存储器中的位，在大量的二维阵列中的量子位之间”开启“芯片“，他补充说。“通过选择一个量子比特上的电极，我们可以控制一个量子比特的自旋，它存储0或1的量子二进制码。通过选择量子比特之间的电极，可以在量子比特之间执行两个量子比特逻辑交互或计算。 ”
量子计算机通过使用两个量子物理学的怪异原理，即“纠缠”和“叠加”，以指数形式扩展了现代计算机中使用的二进制代码的词汇量。Qubits可以同时存储0,1的任意组合。正如量子计算机一次可以存储多个值一样，所以它可以同时处理它们，一次执行多个操作。
这将使普遍的量子计算机在解决一系列重要问题时比任何传统的计算机快数百万倍。
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