رقاقة كوانتية من السيليكون: 18 كيوبتًا في فريق واحد سريع
الأصل: "A digitally controlled silicon quantum processing unit"
أنا المؤلف ·
Members of the HRL Quantum Team ,
Collaborators , :,
Michael Abraham ,
Edwin Acuna ,
Tower S. Adams ,
Moonmoon Akmal ,
Matthew R. Alfaro ,
I. Alvarado ,
Jacob Amontree ,
Carter Andrews ,
Reed W. Andrews ,
Michael Antcliffe ,
Andre R. Aséncio ,
Ryan M. Avila Batres ,
Cynthia D. Baringer ,
David W. Barnes ,
Katherine M. Beech ,
Russell G. Blakey ,
Zachery T. Bloom ,
Aaron J. Bluestone ,
Jacob Z. Blumoff ,
Matthew G. Borselli ,
Koel A. Bose ,
Brydon Boyd ,
Jacob T. Boyer ,
Teresa L. Brecht ,
Christopher C. Brough ,
Rex A. Brown ,
Steven L. Brown ,
Tyler A. Cain ,
John B. Carpenter ,
Stephen Carr ,
Faustin W. Carter ,
Mitchell Casanova ,
Jacob L. Chambers ,
Matthew D. Chambers ,
Khamsorn L. Chanthavong ,
James M. Chappell ,
Rhian Chavez ,
Kevin C. Chen ,
Peter S. Chen ,
Maxwell D. Choi ,
Krishna Choudhary ,
Matthew N. H. Chow ,
Justin E. Christensen ,
Aaron M. Chronister ,
Andrew M. Clapper ,
Abigail A. Coker ,
Michael D. Cornelius ,
Albert E. Cosand ,
Ian T. Counts ,
Edward T. Croke ,
Gregory M. Crosswhite ,
Adam Dally ,
Erik S. Daniel ,
Tuan A. Dao ,
Dominic Daprano ,
Tiffany Davis ,
Neha Deshpande ,
Rachel S. Dey ,
D. Scott Diamond ,
Claire E. Dickerson ,
J. P. Dodson ,
James B. Dragan ,
Marc Dvorak ,
Lisa F. Edge ,
Charles R. Elliott ,
Kenneth R. Elliott ,
Kevin Eng ,
Jacob Fast ,
Colin P. Feeney ,
David J. Fialkow ,
Dylan H. Finestone ,
Micha N. Fireman ,
Bryan H. Fong ,
Trevor M. Fowler ,
Sean Frazier ,
Kiera L. Fuller ,
Christina A. C. Garcia ,
Kacy L. Garstka ,
Kara C. Garvey ,
Zachary A. Geiger ,
Galen R. Gledhill ,
Caleigh M. Goodwin-Schoen ,
Joseph L. Goralka ,
Bradley W. Greene ,
Hrayr K. Gurgenian ,
Sieu D. Ha ,
Wonill Ha ,
Nathanial R. Hapeman ,
Brooke M. Hardesty ,
Jim W. Harrington ,
Patrick M. Harrington ,
Thomas R. B. Harris ,
Ben M. Harrison ,
Anthony T. Hatke ,
Robert R. Hayes ,
Kevin He ,
Raul Hernandez Garcia ,
Ryan M. Hickey ,
Jocelyn Hicks-Garner ,
Alex Hirman ,
Donald A. Hitko ,
David Ho ,
Holland Y. Ho ,
Vinh S. Ho ,
nathan holman ,
Adam Holmes ,
Nerys Huffman ,
Daniel R. Hulbert ,
Eric B. Isaacs ,
Clayton A. C. Jackson ,
Logan Jaeger ,
Ian Jenkins ,
Cameron Jennings ,
Paul C. Jerger ,
B. Johnson ,
Aaron M. Jones ,
Michael P. Jura ,
Adour V. Kabakian ,
Raj M. Katti ,
Tyler Keating ,
Joseph Kerckhoff ,
Joseph D. Kern ,
Isaac Khalaf ,
Aditya Kher ,
Jake J. Kim ,
Erich W. Kinder ,
Andrey A. Kiselev ,
William F. Koehl ,
Patrick W. Krantz ,
Thaddeus D. Ladd ,
Pierce G. Laing ,
Sanaaya Lakdawala ,
Nathan J. Lang ,
Robert Lanza ,
Elias Lawson-Fox ,
Dustin Le ,
Kangmu Lee ,
Nathan R. A. Lee ,
Jaime Lerma ,
Mark P. Levendorf ,
Alwina R. Liu ,
Henry Lizarraga ,
Aurelio Lopez ,
Hoa C. Ly ,
Torrey T. Lyons ,
Theodore K. Macioce ,
Matthew M. Mackey ,
John K. Maeda ,
Ryan M. Martin ,
Daniel S. Matic ,
Justine W. Matten ,
Gavin C. Mazur ,
Max S. McCready ,
Olivia Means ,
Kevin E. Millner ,
Ivan Milosavljevic ,
Matthew Morris ,
Susan L. Morton ,
Samuel Mumford ,
Bryce D. Murley ,
Robert G. Nagele ,
Taro A. Naoi ,
Cameron R. Nelson ,
Georgia A. Newman ,
David B. Nguyen ,
Tina Niknejad ,
Rebecca N. Nishide ,
Liam C. O'Brien ,
Colin B. E. O'Keefe ,
Riley P. O'Neil ,
Andrew E. Oriani ,
Anthony F. Ortiz ,
John J. Ottusch ,
Andrew Pan ,
Pamela R. Patterson ,
Uttam Paudel ,
Julius C. Perez ,
Christi A. Peterson ,
Vu T. Phan ,
Nickolas H. Pilgram ,
Clifford E. Plesha ,
Winston Pouse ,
Eric M. Prophet ,
Daniel R. Queen ,
Nicholas Quirk ,
Kate Raach ,
Matthew T. Rakher ,
Matthew D. Reed ,
Brandon D. Reynolds ,
Luke D. Robertson ,
Zechariah Rogers ,
Yakov Royter ,
Matthew J. Ruiz ,
Golam Sabbir ,
Roshan Sajjad ,
Christopher D. Sanborn ,
Rachel H. Sarmiento ,
Christian J. Schnaible ,
Cole Scott ,
Nicholas M. Sebastiani ,
Eric M. Segall ,
Alen Senanian ,
Adalberto Sicairos ,
Shariq Siddiqui ,
Kartik Singh ,
Aaron Smith ,
Daniel E. Smith ,
Robert S. Smith ,
Sarah F. Sontag ,
Emilio A. Sovero ,
Kevin C. Staley ,
Andrea Su ,
June Suh ,
Bo Sun ,
Danny Sun ,
Christopher M. Swank ,
Noah Swimmer ,
Mariano J. Taboada ,
Bryan J. Thomas ,
Yessica Torres ,
Jeremy W. Touve ,
Alan Tran ,
Ivan Tran ,
Chantang Tsen ,
Skylar Turner ,
Miguel Valencia ,
Irma Valles ,
James R. van Meter ,
Nicholas D. VanRensselaer ,
Franklin Vartanian ,
Daniel Volya ,
Zachary J. Vrba ,
Phuong Hong Vu ,
Annette L. Wagner ,
John Wallner ,
Michael P. Walsh ,
Shuoqin Wang ,
Tong Wang ,
Daniel R. Ward ,
Aaron J. Weinstein ,
Terry B. Welch ,
Thomas V. Westrick ,
Evan T. White ,
Randall M. White ,
Samuel J. Whiteley ,
Gananath Wijeratne ,
Parker Williams ,
Jack T. Wilson ,
Courtney P. Wilt ,
Deborah E. Winklea ,
Onnik Yaglioglu ,
Daniel Yap ,
Clifford S. YoungSciortino ,
Daniel Zehnder ,
Andrew Ziegler طوّر مهندسون معالجًا كوانتيًا من كيوبتات السيليكون يُدار بإلكترونيات عادية ويعمل بهدوء أكبر بألف مرة من سابقيه.
‹ › يشبه الحاسوب الكوانتي أوركسترا حيث يجب على كل عازف أن يعزف دوره بإتقان، وإلا انهار اللحن. سابقًا، كانت إدارة الكيوبت ات — "العازفين" الكوانتيين — تتطلب غرفة مليئة بالمعدات، وكل سلك إضافي كان يضيف ضوضاء. المهندسون في هذا العمل جمعوا رقاقة سيليكون مدمجة تحتوي على 18 كيوبت ًا، ووضعوا الإلكترونيات المُتحكِّمة بجانبها مباشرة داخل ثلاجة بدرجة حرارة أبرد من الفضاء الخارجي.
الكيوبتات هنا هي مصائد صغيرة للإلكترونات محفورة في السيليكون . تتصرف الإلكترونات مثل القمم الدوّارة: يمكن أن يكون دورانها لأعلى أو لأسفل، وهاتان حالتان للكيوبت. بدلًا من تحريك كل إلكترون بإشارة منفصلة، استخدم المؤلفون ثلاثيات من الإلكترونات تتبادل فيما بينها. هذا الكيوبت "التبادلي" أسهل في التحكم ويعاني أقل من التداخل المغناطيسي. ونتيجة لذلك، زادت دقة العمليات الفردية عشرة أضعاف مقارنة بكيوبتات السيليكون السابقة.
للتحقق من موثوقية الرقاقة، شغّل العلماء رمزًا يكتشف الأخطاء ويصححها. يُسمى رمز التكرار بمسافة 5: خمسة كيوبتات تخزن بتًا واحدًا من المعلومات، وحتى لو اختلّ أحدها، فإن البقية تغطي الخلل.
النتيجة الرئيسية ليست مجرد رقم قياسي، بل طريق نحو الإنتاج الضخم. السيليكون هو نفس المادة التي تُصنع منها المعالجات العادية. وهذا يعني أن المصانع التي تطبع اليوم رقاقات الهواتف يمكنها طباعة الرقاقات الكوانتية أيضًا. والتحكم عبر إلكترونيات قياسية يعني أن الحاسوب الكوانتي لن يتطلب بنية تحتية غريبة. أخيرًا، أصبحت الأوركسترا تتسع في الجيب وتعزف بلا نشاز.
تعمل الكيوبتات في هذه الرقاقة عند درجة حرارة حوالي 0.1 كلفن — أي أبرد 30 مرة من الفضاء بين النجوم.
تذكّر هذه الرقاقات وحدات الحوسبة في "ستار تريك"، حيث تكون المعالجات الكوانتية مدمجة في أنظمة السفينة العادية.
سهل القراءة طويل جدًا غير واضح ممتاز جاف قليلاً
إرسال
