گامی ‌به ‌سوی مدار مجتمع کوانتومی ۱۰ کیوبیتی مبتنی بر سیلیکون

شرکت سیلیکون کوانتوم کامپیوتینگ اعلام کرد که تا سال ۲۰۲۰ نمونه‌ی اولیه‌ی مدار مجتمع کوانتومی ۱۰ کیوبیتی مبتنی بر سیلیکون را خواهد ساخت.

شرکت سیلیکون کوانتوم کامپیوتینگ (Silicon Quantum Computing) در حال کار روی ساخت و تجاری‌سازی کامپیوتر کوانتومی است و این کار را با استفاده از فناوری توسعه ‌یافته در مرکز عالی محاسبات و مخابرات کوانتومی استرالیا (CQC2T) انجام می‌دهد. این شرکت قرار است تا سال ۲۰۲۰ نمونه‌ی اولیه از مدار مجتمع کوانتومی ۱۰ کیوبیتی مبتنی بر سیلیکون را ارائه کند.

شرکت سیلیکون کوانتوم کامپیوتینگ به‌صورت موازی روی پلت‌فورم‌هایی برای ساخت محاسبات کوانتومی سیلیکون با استفاده از دهندگان فسفر مهندسی‌شده در مقیاس اتمی و نقاط کوانتومی کار می‌کند. این شرکت می‌خواهد از فناوری CMOS در ساخت این مدارها استفاده کند.

در حال حاضر ۵ راهبرد برای محاسبات کوانتومی وجود دارد؛ اسپین سیلیکونی، یون‌های به دام افتاده و ترنسمونزهای ابررسانا سه راهبرد اصلی برای محاسبات کوانتومی است.

مدل‌های محاسبات کوانتومی مختلفی وجود دارد که با استفاده از عناصر پایه‌ای که برای محاسبه در آن‌ها استفاده شده، از هم تفکیک داده می‌شوند:

  • آرایه‌ی دروازه کوانتومی (محاسبه به یک توالی از چند گیت کوانتومی تقسیم‌بندی می‌شود.)
  • کامپیوتر کوانتومی یک طرفه (محاسبه به یک توالی از اندازه‌گیری‌های یک کیوبیت تقسیم‌بندی می‌شود؛ اندازه‌گیری‌هایی که روی حالت‌ خوشه ذره به ‌دام افتاده اعمال می‌شود.)
  • کامپیوتر کوانتومی آدیاباتیک، مبتنی بر آنیلینگ کوانتومی (محاسبه به تبدیل‌های مستمر یک هامیلتونین اولیه به هامیلتونین نهایی تقسیم‌بندی می‌شود.)
  • کامپیوتر کوانتومی توپولوژیکی (محاسبه به آنیون‌هایی در یک شبکه‌ی دو بعدی تقسیم‌بندی می‌شود.)

برای ساخت کامپیوتر کوانتومی از راهبردهای مختلفی به‌منظور ایجاد کیوبیت استفاده می‌شود. در محاسبات کوانتومی ابررسانا، کیوبیت با استفاده از حالت مدارهای ابررسانای کوچک پیاده‌سازی می‌شود. در کامپیوتر کوانتومی یون به ‌دام‌افتاده، کیوبیت با حالت درونی یون‌های به ‌دام‌افتاده معنا پیدا می‌کند. در شبکه‌های بلوری، کیوبیت با حالت‌های درونی اتم‌های خنثی به‌دام ‌افتاده در یک شبکه بلوری هویت پیدا می‌کنند. در کامپیوتر کوانتومی نقاط کوانتومی، کیوبیت با استفاده از اسپین نقاط کوانتومی تعریف می‌شود.