玻璃芯片是量子计算机的未来,下面是一个解释

雅加达 - 总部位于马里兰州的IonQ公司已经推出了一种新型芯片,以改进其量子计算机技术。它的计算机使用在芯片附近的空间中电磁捕获的离子的量子态进行计算。

这些陷阱以前是使用硅芯片制造工艺制造的,但该公司现在已转向蒸汽化玻璃捕获技术,作为在通常用于制造微流体芯片的熔融硅玻璃中构建微米级特征的一种方式。

该公司表示,以前的诱捕技术无法支持IonQ基于多个离子基量子链的新量子结构。IonQ高管们说,最终,可重新配置的玻璃芯片离子链将使具有这个数字的计算机以三位数为单位。

"离子陷阱的目标是精确移动离子,在环境中保持离子,摆脱量子运力操作的方式",IonQ蒸发玻璃陷阱团队的负责人Jason Amini告诉 spectrum.com。

据阿米尼说,阿米尼团队创造的3D玻璃和金属结构比前一个芯片都好。偏离硅基芯片电荷的电场会破坏离子的细量子状态,降低量子计算的精度。

"但蒸发玻璃设计能够隐藏任何能够承受负载的材料",他说。效果是一个更稳定的陷阱,计算更好。

阿米尼说,另一个优点是可以设置陷阱来"摆脱"量子运力。在离子陷阱计算机中,离子的量子状态通过用激光发射来操纵。

阿米尼说:"我们必须把大量的激光带到地表。玻璃芯片"的形状是允许激光进入和克服设备"。

IonQ以前在新墨西哥州桑迪亚国家实验室制造了硅离子陷阱。但IonQ希望对这项技术有更多的控制,并能够更快地重复设计,首席执行官彼得查普曼说。

随着蒸发玻璃离子陷阱在手,IonQ继续演示他们的新量子计算方案,查普曼称之为行业的第一个"可重新配置的多核量子结构",或RMQA。但不要在可编程的字段门阵列和多核 CPU 之间寻找太多的平行点。

在此演示中,IonQ 的工作原理是这样的:陷阱将四条由 16 个离子组成的独立链条排成一行。每个链条都可以移动到位置,由激光操纵,改变其量子状态或缠绕离子组,以便其量子态相互关联。

查普曼说:"每个链条本身就是一台量子计算机。此外,两个链可以连接在一起,形成一个核心,使量子位在整个链(重新配置部分)纠缠在一起,直到最终所有量子位可以连接起来执行大型和复杂的量子运算。

当然,这并不完美。查普曼解释说,在16个离子中,该技术产生12个量子位。其他四个是"冷却剂"离子,可以纠正离子传输过程中的缺陷。

因此,IonQ 的最新演示产生了 48 个 qubit。但它很容易通过扩展陷阱来扩展。而且,由于这是量子计算,一点点扩展大有裨益,每次添加 qubit 都会增加更多的功能。

查普曼说:"这种架构可以让你在一个芯片上轻松扩展到数百个量位。

下一个大飞跃将来自IonQ正在开发的光子互连,将一个芯片上的量子位连接到另一个芯片。查普曼说:"一旦你做了附件,距离就不再重要了。"无论是芯片上的多链还是芯片上的多个链条,一切都像是一台大型量子计算机"。