Frá sjónarhóli framtíðarþróunar eru sjónskammtaflísar frábrugðnar hefðbundnum hálfleiðurum

Dec 28, 2021

Skildu eftir skilaboð

Undanfarin ár hafa atvik tengd alhliða skammtatölvum oft birst í blöðum. Fyrirtæki eins og IBM (International Business Machines), Google og Intel hafa flýtt sér að tilkynna að þau hafi lokið við hærri fjölda qubita, en það eru tugir eða jafnvel mikill fjöldi qubita. Ef það er engin full samtenging er nákvæmnin ófullnægjandi og ekki er hægt að leiðrétta mistökin, samt er erfitt að ná almennri skammtatölvu.


Aftur á móti getur uppgerð skammtatölvunar strax byggt upp skammtakerfishugbúnað án þess að treysta á flóknar skammtaleiðréttingar. Sem kjarni öflugs hagræðingaralgríms til að líkja eftir skammtatölvu, getur skammtagangan í tvívíðu rýminu samsvarað daglegum verkefnum sérstakra útreikninga við afrennslisfylki gagnkvæms tengistuðuls í skammtaþróunarrýminu. Þegar hægt er að gera skammtaþróunarstjórnunarkerfið nógu stórt og hægt að hanna það á sveigjanlegan hátt, er hægt að nota það til að ljúka mörgum hagræðingaralgrímum og útreikningsverkefnum, sem sýnir meiriháttar frammistöðu mun betri en hefðbundnar tölvur.


Hvernig er skammtaflísinn frábrugðinn núverandi samþætta hringrásarflís?


Skammtaflísar framkvæma skammtatölvuna, en samþættir gagnarásarflísar framkvæma gagnaútreikninga. Flögurnar tvær eru ólíkar.


Í samþættri gagnarásarflögunni tákna há og lág afltíðni 0 og 1 í tvíundiralgríminu og rökhlið sem samanstendur af smára og MOS smára eru notuð til að framkvæma rökfræðiaðgerðir.


Ólíkt samþættum hringrásarflísum þurfa skammtaflísar að framkvæma skammtaútreikninga. Tvö mismunandi skammtaástand |0> og |1> tákna 0 og 1 í skammtahagræðingaralgríminu. Skammtaútreikningar sem framkvæmdir eru af skammtaflísum verða einnig að hafa Hlutfallslega skammtafræðihliðið, samanborið við stafræna hringrásarhönnun, getur framkvæmt útreikning á superposition ástandi og superposition ástand geymslu.


Hér mun ég aðallega útskýra útreikning og geymslu á yfirsetningarástandi.


Fyrir fall f(x) þurfum við að koma með 100 x gildi og fá 100 niðurstöður. Mig langar að spyrja hversu oft þarf að mæla?


Í klassískum útreikningi er svarið mjög einfalt. Það telur 100 sinnum og telur einu sinni með x gildi.


En við útreikning á skammtaflísinni þarf aðeins að telja hana einu sinni.


Vegna þess að í útreikningsþrepinu á skammtaflísnum er mælieiningin qubit sem samanstendur af skammtaástandi, þannig að öll x gildin eru öll magngreind og hægt er að safna 100 x gildum í blandað ástand, sem hægt er að mæla einu sinni í skammtaflísinni . Hægt er að fá blönduð ástand upp á 100 niðurstöður og síðan með ákveðinni nákvæmri mælingu er hægt að fá niðurstöðu sem passar við x gildið.


Þá er samsvarandi superposition state geymsla auðveldara að skilja, 100 x gildi má blanda í eitt ástand fyrir geymslu, í stað 100 geymslur.


Nú þegar skammtaflísar og samþættir hringrásarflögur framkvæma gjörólíka útreikninga verður munurinn á viðeigandi íhlutum enn meiri. Yfirburðir skammtaflísarinnar eru háðir uppsöfnun skammtaástanda fyrir mörg upphafsgildi, sem bætir skilvirkni útreikninga.


Hvor þeirra er sterkari, ljóseindaflís eða skammtaflís?


Ljósmyndaflís og skammtaflís eru tvær skilgreiningar, það er enginn munur á háum og lágum. Ljóseindaflísinn notar bjarta tækni hálfleiðaraefna til að valda stöðugu leysiljósi og stuðla að öðrum kísilljóseindahlutum; skammtaflísinn samþættir skammtafræðileiðina á kísilflögunni og setur þannig upp hlutverk skammtafræðilegrar upplýsingaauðlindastjórnunar.


Ljóseindaflísinn getur samþætt lýsandi eiginleika indíumfosfíðs og vinnslugetu kísilljósbeina í eina blendingaflís. Þegar straumurinn er bætt við indíumfosfíð, koma ljósbylgjur inn í einkristallaða kísilflöguna, sem leiðir til samfelldrar. Þessi tegund leysir getur knúið aðra kísilljóseindahluta.


Þessi tegund af leysibúnaði sem byggir á einkristalluðum kísilskífum getur gert photonic flísar sem eru algengari í tölvum. Val á stórfelldri framleiðslutækni sem byggir á sílikon getur dregið verulega úr kostnaði við ljóseindaflögur. Myndun skammtaflísa er rakin til þróunar skammtatölva. Til að ljúka markaðssetningu og uppfærslu iðnaðarbyggingarinnar verða skammtatölvur að taka samþættingarveginn. Ofurleiðarakerfishugbúnaður, skammtapunktakerfishugbúnaður fyrir hálfleiðara efni, ljóseindakerfishugbúnaður fyrir örbyggingu og jafnvel lotukerfi og jákvæð jónakerfi vilja allir fara leiðina að flísum.


Frá sjónarhóli þróunarþróunar flísvegarins er ofurleiðara skammtaflískerfið tæknilega á undan öðrum eðlisfræðikerfum; hefðbundið hálfleiðara flís efni, það er skammtapunktakerfi hugbúnaður er einnig heildarmarkmið viðleitni allra til að kanna. Þróun hálfleiðaraflísefnaiðnaðarins hefur lengi verið fullkomin. Til dæmis, þegar skammtaflís hálfleiðaraefnis eykur þröskuldinn á bilunarþolnum skammtaflísútreikningi með tilliti til samhengistíma og meðhöndlunarnákvæmni, er vonast til að núverandi áhrif hefðbundinnar iðnaðarframleiðslu hálfleiðaraflísa verði samþætt, mjög. Til að draga úr verkefnakostnaði.