{"id":174,"date":"2019-04-23T12:03:37","date_gmt":"2019-04-23T12:03:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.siqubus.rwth-aachen.de\/?page_id=174"},"modified":"2022-09-14T11:01:00","modified_gmt":"2022-09-14T11:01:00","slug":"do-czego-sluzy-si-qubus","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.siqubus.rwth-aachen.de\/?page_id=174&lang=pl","title":{"rendered":"Do czego s\u0142u\u017cy krzemowa magistrala kwantowa Si QuBus?"},"content":{"rendered":"\n

Wykorzystuj\u0105c kluczowe poj\u0119cia mechaniki kwantowej, takie jak superpozycja i spl\u0105tanie, komputery kwantowe obiecuj\u0105 rozwi\u0105zywa\u0107 problemy, kt\u00f3re s\u0105 nazbyt trudne dla wszystkich klasycznych komputer\u00f3w. Aby realistyczny komputer kwantowy dzia\u0142a\u0142 w praktyce, informacja kwantowa musi by\u0107 zapisana w kubitach \u2013 najmniejszych uk\u0142adach fizycznych posiadaj\u0105cych czysto kwantowe w\u0142asno\u015bci. Tak wi\u0119c taki komputer kwantowy b\u0119dzie musia\u0142 sk\u0142ada\u0107 si\u0119 milion\u00f3w kubit\u00f3w i przez to b\u0119dzie musia\u0142 mie\u0107 skalowaln\u0105 architektur\u0119. W spinie pojedynczego elektronu mo\u017ce zakodowa\u0107 jeden kubit. Nauczyli\u015bmy si\u0119, jak uwi\u0119zi\u0107 pojedynczy elektron w krzemie, jak precyzyjnie manipulowa\u0107 jego spinem, ustawi\u0107 go w superpozycji i spl\u0105ta\u0107 jego stan ze stanem innego kubitu. Dotychczas te funkcje by\u0142y demonstrowane w uk\u0142adach sk\u0142adaj\u0105cych si\u0119 z nie wi\u0119cej ni\u017c dw\u00f3ch kubit\u00f3w. <\/p>\n\n\n\n

Klasyczne uk\u0142ady komputerowe s\u0105 wykonane z krzemu, i oparte s\u0105 na tej samej technologii co pu\u0142apki elektronowe, a ich skalowalno\u015b\u0107 pozwoli\u0142a na rozwini\u0119cie du\u017cego przemys\u0142u. Mimo to, nie mo\u017cemy tak \u0142atwo skalowa\u0107 uk\u0142adu kwantowego, poniewa\u017c kubity, a tym samym elektrony, musz\u0105 by\u0107 bardzo blisko siebie, aby m\u00f3c oddzia\u0142ywa\u0107. Dla skalowalno\u015bci architektury, potrzebujemy miejsca w kwantowym uk\u0142adzie scalonym na wymagane po\u0142\u0105czenia elektryczne, lub do osadzania klasycznego krzemowego uk\u0142adu elektronicznego, kt\u00f3ry wspomaga\u0142by sterowanie kubitami. <\/p>\n\n\n\n

Naszym pomys\u0142em jest nowy element funkcjonalny: kwantowa magistrala (z ang. Quantum Bus), kt\u00f3ra przenosi pojedynczy elektron, a tym samym informacj\u0119 kwantow\u0105 na odleg\u0142o\u015b\u0107 oko\u0142o 10 mikron\u00f3w. Dzi\u0119ki takiej magistrali mo\u017cna umie\u015bci\u015b grpy kubit\u00f3w dalej od siebie, generuj\u0105c w ten spos\u00f3b przestrze\u0144, kt\u00f3rej potrzebujemy do zaprojektowania skalowalnej kwantowej architektury komputerowej. QuBus jest kompatybilny z produkcj\u0105 przemys\u0142ow\u0105 i korzystamy z us\u0142ug partner\u00f3w przemys\u0142owych, takich jak LETI, STMicroelectronics i Intel w ramach konsorcjum. Naszym ko\u0144cowym celem jest zademonstrowanie teleportacji kwantowej przez QuBus i zbadania mo\u017cliwo\u015bci rozga\u0142\u0119zienia magistrali, tak aby umo\u017cliwi\u0107 budowanie dwuwymiarowych, odpornych na b\u0142\u0119dy, sieci oddzia\u0142uj\u0105cych kubit\u00f3w w uk\u0142adzie scalonym.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Schemat kwantowej magistrali (tzw. Quantum Bus). Kropka kwantowa jest tworzona wewn\u0105trz krzemowej studni kwantowej przez wielowarstwowe metalowe bramki powierzchniowe. Przy\u0142o\u017cenie impuls\u00f3w napi\u0119ciowych do tych bramek powoduje, \u017ce kropka kwantowa, kt\u00f3ra zawiera jeden elektron, jest przemieszczana wzd\u0142u\u017c elektrostatycznie utworzonego jednowymiarowego kana\u0142u. Tranzystory oparte na pojedynczych elektronach mog\u0105 wykrywa\u0107 elektron w kropce i jego stan spinowy na ko\u0144cach takiego kwantowego pasa transmisyjnego. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Further reading on this topic:
Interfacing spin qubits in quantum dots and donors\u2014hot, dense, and coherent<\/a><\/p>\n\n\n\n

\n