当前位置:首页 > 原创 > 芯鲜事
[导读]攻克63年前的理论物理学挑战!

据外媒报道,当地时间6月23日,澳大利亚硅量子计算公司SQC(Silicon Quantum Computing)宣布制造出世界上第一个原子级量子集成电路。据悉,这是一个包含经典计算机芯片上所有基本组件的电路,但体量却是在量子尺度上。

要知道,我们常见的量子计算芯片,无论是超导、离子阱,还是光子芯片,都是肉眼可见的。而该原子级量子集成电路,则需要通过扫描隧道显微镜等工具才能一探究竟。

重大突破!世界首个原子级量子集成电路诞生

▲集成量子电路(艺术图)

除了体量上的突破,另外值得一提的是,这项成果还首次解决了著名理论物理学家理查德·费曼在63年前提出的一个难题:

1959年,费曼在演讲《Plenty of Room at the Bottom》中断言,如果你想了解大自然是如何运作的,那么你必须能够在构成物质的相同长度尺度上控制物质。也就是说,你必须能够在原子的长度尺度上控制物质。

这一难题整整困扰了人们60多年,直到今天,由新南威尔士大学教授、SQC创始人米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)带领的团队才证实了费曼的猜想,即利用硅中的原子组成,构建了世界上首个原子级量子集成电路。

重大突破!世界首个原子级量子集成电路诞生

▲在扫描隧道显微镜下的SQC原子级量子集成电路图像

该报道指出,为了制造出原子级的量子集成电路,SQC需要实现三项原子级技术:

一是,制造出尺寸均匀的小原子点(即量子点),使其能级一致,电子可以轻易地穿过其中;

二是,不仅能单独调整每个量子点的能级,也可以集体调整全部量子点的能级,以控制量子信息的传输;

三是,能够在亚纳米的精度上控制量子点之间的距离,使其距离足够近,但又保持独立性,以便电子在链上进行量子相干传输。

目前,SQC团队已经使用原子级量子集成电路精确地模拟了一个小型有机聚乙炔分子的量子态,从而证明了他们的量子系统建模技术的有效性。通过精确控制原子的量子态,新处理器可以模拟分子的结构和特性,这将有助于科学家发现和制造全新的材料,并在一定程度上推动社会的发展。

重大突破!世界首个原子级量子集成电路诞生

▲在《自然》杂志发表论文的SQC团队

据了解,这项成果论文日前已发表在最新的《自然》杂志上。在论文中,研究人员描述了他们是如何模拟有机化合物聚乙炔的结构和能量状态的:

聚乙炔是一种由碳和氢原子组成的重复链,其结构包括单双键交替的共轭结构,目前可用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。研究团队构建了一个由10个量子点链组成的量子集成电路,以模拟聚乙炔链中原子的精确位置,其中有6个金属门控制电子在电路中的流动。

重大突破!世界首个原子级量子集成电路诞生

▲聚乙炔结构图,显示碳原子和氢原子之间的单键和双键

Simmons教授表示,选择一条由10个原子组成的碳链并非偶然,因为它在经典计算机能够计算的大小范围之内,在该系统中有多达1024个独立的电子相互作用。如果将其增加到20个点的链,则可能的相互作用的数量会呈指数级增长,这将使经典计算机很难求解。“我们已经接近了经典计算机的极限,所以这就像是从边缘走向未知。”

“在20世纪50年代,费曼提出,除非你能以相同的尺度构建物质,否则你无法理解大自然是如何运作的。”Simmons说,“这就是我们在做的事情,我们实际上是在自下而上构建它,通过将原子放入硅中来模拟聚乙炔分子,其精确的距离表示碳碳单键和碳碳双键。”

重大突破!世界首个原子级量子集成电路诞生

▲SQC创始人米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)

Simmons认为,这项成果是一个重大突破。由于原子之间可能存在大量的相互作用,今天的经典计算机难以模拟相对较小的分子。SQC原子级电路技术的开发,将使该公司及其客户能够为一系列新材料构建量子模型,无论这些新材料是药品、电池材料,还是催化剂。

未来,随着技术的不断突破,人们将解决更多专业的问题,发展更高精尖端的技术。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

市场分析机构 Canalys 发布的最新数据显示,2023 年中国大陆 PC 市场(不含平板)出货量前五的厂商中,除华为实现增长(11%)外其余均下跌,其中戴尔的出货量仅剩 314.8 万台,环比下滑 44%,近乎腰斩。

关键字: 裁员 芯片 戴尔

为增进大家对混合集成电路的认识,本文将对混合集成电路的相关内容予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

为增进大家对集成电路的认识,本文将对集成电路的种类、应用以及芯片的种类、应用予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

为增进大家对集成电路的认识,本文将对集成电路、集成电路和芯片的主要差异予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

随着信息技术的飞速发展,芯片作为现代电子设备的核心部件,其制作工艺流程的精密与复杂程度日益提高。芯片的制作,不仅仅是一系列技术操作的集合,更是一场探索微观世界的工艺之旅。本文将带领读者走进芯片制作的世界,揭示其大致工艺流...

关键字: 芯片 半导体

tda2030功放芯片将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: tda2030 功放 芯片

本轮融资资金将用于已规模化供货的7纳米车规级芯片“龍鹰一号”的进一步量产和供货、基于“龍鹰一号”的高端智能座舱及舱行泊一体方案的市场推广,以及全场景高阶智驾新品AD1000的测试验证和市场导入。

关键字: 芯擎科技 芯片

3月26日,四维图新旗下杰发科技与国际第三方独立检测、检验和认证机构德国莱茵TÜV集团(以下简称TÜV莱茵)在上海举办颁证仪式,杰发科技宣布AC7840x系列车规级MCU芯片已成功通过ISO 26262 ASIL B功能...

关键字: 芯片 MCU 智能座舱

以下内容中,小编将对lm393芯片的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对lm393芯片的了解,和小编一起来看看吧。

关键字: lm393 芯片

业内消息,近日被视为华为芯片“奠基人”的原海思总裁徐文伟近日在朋友圈宣布正式退休。徐文伟发文表示,自己在 33 年内,见证了一个伟大企业的发展和壮大。

关键字: 华为 芯片 海思 徐文伟
关闭