《新加坡研究人员开发出最新量子通信芯片》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2019-11-19
  • 科技日报报道,新加坡研究人员在最新一期《自然·光子学》杂志上撰文称,他们开发出一种量子通信芯片,尽管其“块头”仅为现有装置的千分之一,但能提供同样出众的量子安全技术,可用于智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内,提升其通信安全性。研究人员表示,最新量子芯片需要的空间仅为目前量子通信设备的千分之一,这为更安全的通信技术打开了大门,可安装在智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内。此外,它还为用于在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了基础。

相关报告
  • 《美研究人员研制出可在室温下工作的量子芯片材料》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2017-06-20
    • 硅基计算机技术在尺寸和运算速度上已经接近极限,而量子计算技术被视为有望突破该极限的替代技术之一。然而,现有量子计算技术中,一些前沿性研究需要将材料冷却到绝对零度(-273.15℃)左右,这阻碍了量子计算机从理论到实用的进程。美国斯坦福大学电子工程系教授伊Jelena Vuckovic带领其团队,近日分别在杂志上发表了3篇论文,宣称他们已经研制出能在三种量子芯片材料,包括一种量子点、两种“色心”,其中一种完全能在室温下运行,使量子计算机向实际应用跨出一大步。 第一种结构是量子点,相关论文发表在《自然•物理学》杂志上 。研究人员向砷化镓晶体内掺杂少量砷化铟制成的量子点,能成功通过激光-电子相互作用控制光子的输入和输出,而且,与之前发出单个光子不同,这次的光子能两两结伴而出。Vuckovic表示,与那些需要低温制冷的量子计算机平台相比,他们的量子点更实用,虽然目前还不能用于创建通用量子计算机,但完全可用来创建防止篡改的安全通信网络。 在另两篇发表于《纳米•通讯》杂志的论文中,Vuckovic团队介绍了一种完全不同于量子点的方法:用“色心”技术捕获电子。色心是指透明晶体中的点缺陷、点缺陷对或点缺陷群,这些缺陷能捕获电子或空穴,吸收光子使晶体呈现不同颜色。 一篇论文 描述的色心在钻石中构建而成。他们用硅原子取代钻石中的部分碳原子,在钻石晶格中创建出多个色心。这些钻石色心能高效捕获自旋电子,但仍需制冷到一定温度。 Vuckovic还与其他团队合作,开发出第三种材料——高效修饰碳化硅色心。他们在另一篇论文 中描述了对这种材料的测试结果。之前有研究报道,对碳化硅进行修饰后能制成在室温下工作的色心,但效率不高,不能用来研制量子芯片。而Vuckovic团队通过敲除碳化硅中的部分硅原子,研制出了高效色心。然后,他们再在色心周围加入纳米线结构,大大改进了色心捕获电子的能力。 Vuckovic表示,他们研制的高效色心完全能在室温下操作,是量子计算机研究领域的一大突破,为量子芯片的研制提供了可供实际操作的方法。但她同时表示:“这三种材料哪种最终会脱颖而出,我们还需继续研究。”
  • 《中国开发出具有20个超导量子比特量子芯片》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2019-08-25
    • 浙江大学、中国科学院物理所、中国科学院自动化所、北京计算科学研究中心等单位组成的团队日前通力合作,开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。 据介绍,多比特量子纠缠态的实验制备是衡量量子计算平台控制能力的关键标志。经过近两年时间的器件设计与制备、实验测控及数据处理,由我国科学家组成的联合团队成功地将纠缠的量子比特数目推进到20。在短短187纳秒之内(仅为人眨一下眼所需时间的百万分之一),20个人造原子从“起跑”时的相干态,历经多次“变身”,最终形成同时存在两种相反状态的纠缠态。操控这些量子比特生成全局纠缠态,标志着团队能够真正调动起这些量子比特。 量子计算机研发是当前国际科技竞争的热点领域。据科研人员介绍,与世界上其他的超导量子芯片相比,此次由我国科学家研发的芯片拥有一个显著特点,即所有比特之间都可以进行相互连接,这能够提升量子芯片的运行效率,也是能够率先实现20比特纠缠的重要原因之一。