将来の開発の観点から、光量子チップは従来の半導体とは異なります

Nov 05, 2021

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近年、ユニバーサル量子コンピューターに関連する事件が新聞に頻繁に掲載されています。 IBM(International Business Machines)、Google、Intelなどの企業は、より多くのキュービットを完了したが、数十またはさらには多数のキュービットを完了したことを発表するために急いでいます。 完全な相互接続がなく、精度が不十分で間違いを修正できない場合でも、汎用量子コンピューティングを実現することは困難です。


対照的に、量子コンピューティングのシミュレーションは、複雑な量子補正に依存することなく、量子システムソフトウェアを即座に構築できます。 量子コンピューティングをシミュレートするための強力な最適化アルゴリズムの中核として、2次元空間での量子ウォークは、特別な計算の日常のタスクを、量子進化空間での相互結合係数排水マトリックスに一致させることができます。 量子進化管理システムを十分に大きくして柔軟に設計できる場合、それを使用して多くの最適化アルゴリズムと計算タスクを完了でき、従来のコンピューターよりもはるかに優れたパフォーマンスを示します。


量子チップは現在の集積回路チップとどう違うのですか?


量子チップは量子計算を実行し、データ集積回路チップはデータ計算を実行します。 2つのチップは異なります。


データ集積回路チップでは、高電力周波数と低電力周波数はバイナリアルゴリズムで0と1を表し、トランジスタとMOSトランジスタで構成される論理ゲートを使用して論理演算を実行します。


集積回路チップとは異なり、量子チップは量子計算を実行する必要があります。 2つの異なる量子状態| 0> および| 1> 量子最適化アルゴリズムで0と1を表します。 量子チップによって実行される量子計算には、デジタル回路設計と比較して、相対量子論理ゲートも必要です。重ね合わせ状態の計算と重ね合わせ状態の保存を実行できます。


ここでは、主に重ね合わせ状態の計算と保存について説明します。


関数f(x)の場合、100個のx値を取得し、100個の結果を取得する必要があります。 何回測定する必要がありますか?


古典的な計算では、答えは非常に簡単です。 100回カウントし、x値で1回カウントします。


しかし、量子チップの計算では、1回だけカウントする必要があります。


量子チップの計算ステップでは、測定モジュールは量子状態で構成されるキュービットであるため、すべてのx値がすべて量子化され、100個のx値が混合状態に蓄積され、量子チップで1回測定できます。 。 100の結果の混合状態を取得でき、特定の正確な測定により、x値に一致する結果を取得できます。


そうすれば、対応する重ね合わせ状態のストレージが理解しやすくなり、100個のストレージの代わりに100個のx値を1つの状態に混合してストレージにすることができます。


量子チップと集積回路チップがまったく異なる計算を実行するようになったため、適切なコンポーネント間の差はさらに大きくなります。 量子チップの優位性は、多くの初期値の量子状態の蓄積に依存し、計算の効率を向上させます。


フォトニックチップと量子チップのどちらが強いですか?


フォトニックチップとクォンタムチップは2つの定義であり、高低に違いはありません。 フォトニックチップは、半導体材料の明るい技術を使用して、連続的なレーザー光を発生させ、他のシリコンフォトニックコンポーネントを促進します。 量子チップは、シリコンチップ上に量子ルートを統合し、それによって量子情報リソース管理の役割をインストールします。


フォトニックチップは、リン化インジウムの発光特性とシリコン光ルーターの動作能力を単一のハイブリッドチップに統合することができます。 リン化インジウムに電流を加えると、単結晶シリコンチップに入る光波が導入され、連続的になります。このタイプのレーザーは、他のシリコンフォトニックコンポーネントを駆動できます。


単結晶シリコンウェーハに基づくこのタイプのレーザー装置は、コンピューターでより一般的に使用されるフォトニックチップを作ることができます。 大規模なシリコンベースの製造技術を選択することで、フォトニックチップのコストを大幅に削減できます。 量子チップの形成は、量子コンピューターの開発に起因しています。 産業構造の商業化とアップグレードを完了するには、量子コンピューターは統合の道を歩む必要があります。 超伝導体システムソフトウェア、半導体材料量子ドットシステムソフトウェア、微細構造フォトニクスシステムソフトウェア、さらには原子および陽イオンシステムでさえ、すべてチップへの道を歩みたいと考えています。


チップロードの開発動向の観点から、超伝導量子チップシステムは他の物理システムよりも技術的に進んでいます。 従来の半導体チップ材料、つまり量子ドットシステムソフトウェアも、すべての人が探求する努力の全体的な目標です。 半導体チップ材料産業の発展は長い間完璧でした。 例えば、半導体材料量子チップがデコヒーレンス時間と操作精度の観点から耐障害性メカニズム量子チップ計算のしきい値を上げると、従来の半導体チップ工業生産の既存の結果が統合されることが期待されます。 プロジェクトのコストを削減するには