호주에 있는 한 팀이 최근에 시연됨 금속산화물 반도체 기반(또는 MOS 기반) 양자 컴퓨터의 핵심적 진전입니다. 그들은 2큐비트 게이트(두 개 이상의 양자 비트 또는 큐비트를 포함하는 논리 연산)가 99%의 시간 동안 오류 없이 수행된다는 것을 보여주었습니다. 이 숫자는 수행하는 데 필요한 기준선이기 때문에 중요합니다. 오류 수정대규모 양자 컴퓨터를 만드는 데 필요하다고 믿어집니다. 게다가, 이러한 MOS 기반 양자 컴퓨터는 기존 CMOS 기술과 호환되므로 다른 기술보다 단일 칩에 많은 수의 큐비트를 제조하는 것이 더 간단해질 것입니다.
“99%를 넘는 것은 많은 사람들이 오류 수정 임계값으로 여기기 때문에 중요합니다. 즉, 정확도가 99% 미만이면 오류 수정을 위해 무엇을 하든 상관없다는 의미입니다.”라고 그는 말합니다. 유발 보거양자 컴퓨팅 회사의 CCO 퀘에라 그리고 그 일에 관여하지 않은 사람. “당신은 결코 오류가 누적되는 것보다 더 빨리 오류를 수정할 수 없습니다.”
유용한 양자 컴퓨터를 만들기 위한 경쟁에는 많은 플랫폼이 참여하고 있습니다. 아이비엠(주), Google 그리고 다른 사람들은 기계를 만드는 중 초전도 큐비트에서. 얼마나 그리고 이온큐 개인 사용 갇힌 이온. QuEra 및 아톰 컴퓨팅 사용 중성 전하 원자. 케이지 그리고 사이퀀텀 에 베팅하고 있습니다 광자목록은 계속됩니다.
새로운 결과에서 뉴 사우스 웨일스 대학교(UNSW)와 시드니에 본사를 둔 스타트업 간의 협업이 이루어졌습니다. 디라그일본, 독일, 캐나다, 미국의 기여자들과 함께 또 다른 접근 방식을 취했습니다. MOS 디바이스에 단일 전자를 가두는 것입니다. “우리가 시도하는 것은 가능한 한 기존 트랜지스터에 가까운 큐비트를 만드는 것입니다.”라고 말합니다. 투오모 탄투이 노력을 이끈 UNSW의 연구원.
트랜지스터처럼 작동하는 큐비트
이러한 큐비트는 실제로 채널에 단일 전자만 있도록 게이트된 일반 트랜지스터와 매우 유사합니다. 이 접근 방식의 가장 큰 장점은 전통적인 CMOS 기술을 통해 단일 칩에서 수백만 개의 큐비트로 확장하는 것이 이론적으로 가능해졌습니다. 또 다른 장점은 MOS 큐비트가 표준 트랜지스터와 칩에 통합되어 입력, 출력 및 제어가 간소화될 수 있다는 것입니다. Diraq CEO가 말했습니다. 앤드류 주락.
그러나 이 접근 방식의 단점은 MOS 큐비트가 역사적으로 장치 간 변동성으로 인해 큐비트에 상당한 노이즈가 발생한다는 것입니다.
“민감성은 [MOS] 큐비트는 트랜지스터보다 더 많을 것입니다. 트랜지스터에서는 여전히 전류를 전달하는 전자가 20, 30, 40개이기 때문입니다. 큐비트 장치에서는 실제로 전자가 하나뿐입니다.”라고 말합니다. 라비 필러 세티인텔 양자 하드웨어의 수석 장치 엔지니어로, 해당 작업에 참여하지 않았습니다.
팀의 결과는 테스트 장치의 2큐비트 게이트에서 99% 정확한 기능을 입증했을 뿐만 아니라 장치 간 변동성의 근원을 더 잘 이해하는 데 도움이 되었습니다. 팀은 각각 3큐비트가 있는 3개의 장치를 테스트했습니다. 오류율을 측정하는 것 외에도 노이즈에 기여하는 근본적인 물리적 메커니즘을 알아내기 위해 포괄적인 연구도 수행했습니다.
연구자들은 소음의 원인 중 하나가 실리콘 층의 동위원소 불순물이라는 것을 발견했는데, 이를 제어하면 장치를 실행하는 데 필요한 회로 복잡성이 크게 감소했습니다. 소음의 다음 주요 원인은 전기장의 작은 변화였으며, 이는 아마도 장치의 산화물 층의 불완전성 때문일 것입니다. Tanttu는 실험실 청정실에서 주조 환경으로 전환하면 개선될 가능성이 있다고 말합니다.
“훌륭한 결과이자 큰 진전입니다. 그리고 저는 그것이 커뮤니티가 개별 기기에 대해 덜 생각하거나 개별 기기에서 무언가를 시연하는 것과 달리 확장 경로에 대해 더 장기적으로 생각하는 측면에서 올바른 방향을 설정하고 있다고 생각합니다.”라고 필라리세티는 말합니다.
이제 과제는 이러한 장치를 더 많은 큐비트로 확장하는 것입니다. 확장의 한 가지 어려움은 필요한 입력/출력 채널 수입니다. 인텔의 양자 팀은 비슷한 기술최근에 그들이 부르는 칩을 개척했습니다. 판도나무 이 문제를 해결하기 위해 노력합니다. Pando Tree는 양자 프로세서와 동일한 기판에 있어 큐비트에 대한 더 빠른 입력 및 출력을 가능하게 합니다. Intel 팀은 이를 사용하여 수천 개의 큐비트로 확장하고자 합니다. Pillarisetty는 “저희 접근 방식의 많은 부분은 큐비트 프로세서를 현대 CPU와 더 비슷하게 보이게 만드는 방법에 대해 생각하는 것입니다.”라고 말합니다.
마찬가지로 Diraq CEO Dzurak은 그의 팀이 가까운 미래에 기술을 수천 개의 큐비트로 확장할 계획이라고 말했습니다. 최근 발표됨 와의 파트너십 글로벌 파운드리. “Global Foundries와 함께 우리는 수천 개의 이러한 칩을 설계했습니다. [MOS qubits]. 그리고 이것들은 우리가 설계한 고전적인 트랜지스터 회로를 사용하여 상호 연결될 것입니다. 이것은 양자 컴퓨팅 세계에서 전례가 없는 일입니다.”라고 Dzurak은 말합니다.
