記者4日從中國科技大學獲悉,中科院量子信息重點實驗室郭國平教授半導體量(liàng)子芯片研究組(zǔ)及(jí)其合作者又破世界紀錄,通過實驗成功實現世界上最快速(sù)量子邏輯門操作,取得(dé)半導體量子芯片研究的重要突(tū)破。
眾所周知,世界上第一台計算機埃尼亞克(kè)占地(dì)170平方米,功率達174千瓦,可是其運(yùn)算速度還不如普通(tōng)計算(suàn)器。隨著半(bàn)導體產業的飛速發展,電子產品的尺寸(cùn)越來越小,晶體管集成(chéng)度越(yuè)來越高,單(dān)個晶體管的尺度也越來越小,由尺寸效應等導致的量子效(xiào)應也越來(lái)越明顯。
據介紹,由摩爾定律推算,大概到2020年,每個晶體(tǐ)管將小到隻有一個(gè)電子。此時單(dān)個電子(zǐ)的運動將(jiāng)滿足微觀世界中量子力學的物理規律。信息的這種量子化趨勢將極大地影響(xiǎng)未來信息處理中的編(biān)碼方式、運算規律和讀取方式等各個環節,甚至徹底(dǐ)改變目前半導體信息產業的格局。
郭國平(píng)教(jiāo)授介(jiè)紹,研究組從可大(dà)規模集成(chéng)化的半導體單電子晶(jīng)體管的設計製備出(chū)發,在砷(shēn)化镓鋁異質結中製備出一種集成了雙路量子探測通道的柵型雙量子點複合結構,並且通過調節加載在柵電極上電秒(miǎo)衝的高度和寬度,成功實(shí)現了世界上(shàng)最快速的(de)皮秒量(liàng)級單比特超快普適電控量子邏(luó)輯(jí)門,比國際上公開報道的電控半(bàn)導體邏輯門的運算速度提高近兩個數量級,相關研究成果發表在(zài)最新一期權威學術期刊《自然通訊》上。
更快和更大規模的集(jí)成始終是芯片(piàn)技術的核心(xīn)夢想。郭國平教授說,更快的量子邏輯門操作,才有可能將量子計算從小規模的(de)實驗(yàn)室演示推向(xiàng)真正的實(shí)用(yòng)化。
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