色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線(xiàn)課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫(xiě)文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)

如意 ? 來(lái)源:機(jī)器之心Pro ? 作者:杜偉,魔王 ? 2021-01-29 16:29 ? 次閱讀

誠(chéng)然,量子計(jì)算具有非常強(qiáng)大的計(jì)算能力,也可用于化學(xué)、密碼學(xué)等其他領(lǐng)域,但其自身存在固有缺陷。量子設(shè)備需要放置于接近絕對(duì)零度的環(huán)境中,還要阻斷電噪聲等外界干擾,因此穩(wěn)定的環(huán)境至關(guān)重要。在近日發(fā)表于《自然 · 電子學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中,微軟聯(lián)合悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)了一個(gè)低溫量子控制平臺(tái),可以同時(shí)控制數(shù)千個(gè)量子比特,可稱(chēng)得上量子計(jì)算領(lǐng)域的一項(xiàng)突破。

量子計(jì)算對(duì)化學(xué)、密碼學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)極大影響。量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)造塊不只是 0 和 1,而是 0 和 1 的疊加。這些量子計(jì)算基礎(chǔ)單元叫做量子比特。將量子比特植入復(fù)雜設(shè)備并進(jìn)行操作可以解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法處理的問(wèn)題。

盡管量子比特帶來(lái)了強(qiáng)大的計(jì)算能力,然而它們也存在缺陷:不穩(wěn)定性。量子態(tài)極易受環(huán)境干擾,研究人員必須努力保護(hù)它們。這就需要降低環(huán)境溫度使其逼近絕對(duì)零度,將它們與電噪聲等外界干擾阻斷。因此,有必要開(kāi)發(fā)一個(gè)完整系統(tǒng),來(lái)維護(hù)一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境。然而,這還需要維持量子比特的通信。此前,此類(lèi)系統(tǒng)只能處理有限數(shù)量的量子比特,無(wú)法適用于大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)。

最近,來(lái)自微軟和悉尼大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)低溫量子控制平臺(tái),利用專(zhuān)門(mén)的 CMOS 芯片接收數(shù)字輸入,并生成很多并行量子比特控制信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)千個(gè)量子比特的支持。支持該平臺(tái)的芯片叫做 Gooseberry,它在 100 毫開(kāi)爾文 (mK) 的低溫下運(yùn)行,而且能耗很低,從而解決量子計(jì)算機(jī)中的多個(gè) I/O 問(wèn)題。相關(guān)研究發(fā)表在 Nature 子刊《Nature Electronics》上,微軟也專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一篇博客介紹這項(xiàng)研究。

博客地址:https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/full-stack-ahead-pioneering-quantum-hardware-allows-for-controlling-up-to-thousands-of-qubits-at-cryogenic-temperatures/

該研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了一種通用的低溫計(jì)算核心,其運(yùn)行溫度為 2 開(kāi)爾文 (K),可通過(guò)浸入液氦來(lái)實(shí)現(xiàn)。該溫度是 Gooseberry 運(yùn)行溫度的 20 倍,制冷功率是 400 倍,因此該核心能夠執(zhí)行通用計(jì)算。

Gooseberry 和該計(jì)算核心可以幫助管理大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)中不同部件以及計(jì)算機(jī)與用戶(hù)之間的通信,是向每個(gè)量子比特收發(fā)信息的復(fù)雜「神經(jīng)系統(tǒng)」的核心元素,同時(shí)維持穩(wěn)定的低溫環(huán)境,這對(duì)于具備成千上萬(wàn)量子比特的大規(guī)模商業(yè)系統(tǒng)而言是很大的挑戰(zhàn)。

概覽:拓?fù)淞孔佑?jì)算和量子堆棧

衡量量子計(jì)算設(shè)備時(shí)往往會(huì)統(tǒng)計(jì)它們包含多少個(gè)量子比特。但是,并非所有量子比特都是相同的,因此相應(yīng)的計(jì)數(shù)往往無(wú)法精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)。微軟量子團(tuán)隊(duì)的研究者正率先開(kāi)發(fā)拓?fù)淞孔颖忍兀鼈冊(cè)?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/1751/" target="_blank">硬件層面內(nèi)置了高級(jí)別的誤差保護(hù),由此減少了軟件層面誤差糾錯(cuò)所需的開(kāi)銷(xiāo),并能夠使用更少的物理量子比特完成更有意義的計(jì)算。

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)

圖 1:量子堆棧圖。

這是微軟提出方法的獨(dú)特特征之一,但并不是唯一一個(gè)。在量子堆棧中,量子比特構(gòu)成基底(base)。如上圖 1 所示,量子平面(quantum plane)是由一系列拓?fù)淞孔颖忍兀ㄋ鼈冏陨碛?a target="_blank">半導(dǎo)體、超導(dǎo)體和電介質(zhì)組成)、門(mén)、接線(xiàn)以及其他有助于處理原始量子比特信息的封裝包組成。

至關(guān)重要的通信過(guò)程位于堆棧的中間層(圖 1 中的「Quantum-Classical Interface」)。Gooseberry 芯片和低溫計(jì)算(cryo-compute )核心協(xié)同工作完成通信。其中,低溫計(jì)算核心位于 Classical Compute 底部。而與其他控制平臺(tái)相比,Gooseberry 的獨(dú)特之處在于:它與量子比特一起處于與量子平面相同的溫度下,能夠?qū)⒌蜏赜?jì)算核心的經(jīng)典指令轉(zhuǎn)化為發(fā)送至量子比特的電壓信號(hào)。

保持低溫:在基于 CMOS 的控制平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)散熱

Gooseberry 芯片的放置位置為什么如此重要呢?部分原因在于熱量。當(dāng)連接控制芯片與量子比特的接線(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)(如果控制芯片處于室溫條件下,則接線(xiàn)必然如此),冰箱(fridge)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。將控制芯片放置于量子比特附近可以避免出現(xiàn)此問(wèn)題。現(xiàn)在的折衷方案也是芯片靠近量子比特,并且芯片生成的熱量可能會(huì)使量子比特升溫。

Gooseberry 通過(guò)將控制芯片放置在靠近量子比特的位置(又不太近)來(lái)控制競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。將 Gooseberry 放置于冰箱中并且與量子比特?zé)岣綦x,則芯片產(chǎn)生的熱量從量子比特中被吸走并進(jìn)入混合室(mixing chamber)中。

具體如下圖 2 所示:

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)

圖 2:左:Gooseberry(Cryo-CMOS)芯片的熱傳導(dǎo)模型原理圖示;右:Gooseberry 芯片(紅色)靠近量子比特測(cè)試芯片(藍(lán))和共振器芯片(紫色)。

芯片靠近量子比特解決了溫度問(wèn)題,但同時(shí)也產(chǎn)生了其他問(wèn)題。若要在量子比特所在位置操作芯片,則需要在與量子比特相同的溫度(100 mK)下工作。在此溫度下操作標(biāo)準(zhǔn)塊狀 CMOS 芯片具有挑戰(zhàn)性,因此 Gooseberry 芯片采用了全耗盡絕緣體硅片(fully-depleted silicon-on-insulator, FDSOI)技術(shù),優(yōu)化系統(tǒng)在低溫下的操作性能。

此外,Gooseberry 芯片具有背柵偏置(back-gate bias),其中晶體管的第四終端可用于補(bǔ)償溫度變化。晶體管和門(mén)的系統(tǒng)允許對(duì)量子比特進(jìn)行單獨(dú)地校準(zhǔn),晶體管為每個(gè)量子比特發(fā)送單獨(dú)的電壓。

大量的門(mén):不需要從室溫到每個(gè)量子比特的單獨(dú)控制線(xiàn)

Gooseberry 芯片的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,在設(shè)計(jì)時(shí),控制量子比特的電子門(mén)通過(guò)單個(gè)電壓電源充電。同時(shí),該電壓電源以「循環(huán)」的方式周期性地通過(guò)門(mén),并在必要時(shí)充電。

如下圖 3 所示,Gooseberry 芯片由數(shù)字和模擬塊組成。耦合的數(shù)字邏輯電路通過(guò)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)(finite-state machine, FSM)執(zhí)行芯片的通信、波形存儲(chǔ)和自動(dòng)化操作,同時(shí)芯片的數(shù)字部分也包含一個(gè)主控振蕩器(master oscillator)。

該芯片還使用串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface, SPI),以在高于量子堆棧的位置實(shí)現(xiàn)便捷通信。芯片的模擬組件是一系列的單元,它們被稱(chēng)為「charge-lock fast-gate, CLFG」單元。

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)

cryo-CMOS 控制與量子點(diǎn)芯片的基準(zhǔn)結(jié)果

研究者測(cè)試了 Gooseberry 芯片,查看將其與基于 GaAs 的量子點(diǎn) (QD) 設(shè)備連接后的性能。在室溫下,將量子點(diǎn)設(shè)備中的一些門(mén)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC) 連接,對(duì)比其與標(biāo)準(zhǔn)控制方法的結(jié)果。CLFG 單元的功率泄露可以通過(guò)設(shè)備中的第二個(gè)量子點(diǎn)來(lái)衡量,對(duì)量子點(diǎn)電導(dǎo)率的度量提供了一種監(jiān)測(cè) charge-locking 過(guò)程的方式。該芯片中所有組件的溫度都在控制芯片充電后測(cè)量,這表明在必要的頻率或時(shí)鐘速度范圍內(nèi),溫度能夠保持在 100 mK 以下(參見(jiàn)下圖 4)。

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)

根據(jù)這些結(jié)果,研究者估計(jì),Gooseberry 控制芯片所需的總系統(tǒng)功率是頻率和輸出門(mén)數(shù)量的函數(shù)。這些結(jié)果考慮了拓?fù)淞孔颖忍厮璧臅r(shí)鐘速度和溫度。下圖 5 展示了 Gooseberry 芯片能夠在可接受的限制下運(yùn)行,同時(shí)滿(mǎn)足數(shù)千量子比特的通信。這一基于 CMOS 的方法還可用于基于電子自旋或 gatemon 的量子比特平臺(tái)。

微軟和悉尼大學(xué)開(kāi)發(fā)低溫量子控制平臺(tái)


責(zé)編AJX

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 微軟
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    6591

    瀏覽量

    104026
  • 平臺(tái)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    199

    瀏覽量

    23614
  • 量子計(jì)算
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    1095

    瀏覽量

    34941
收藏 人收藏

    評(píng)論

    相關(guān)推薦

    玻色量子與北京理工大學(xué)達(dá)成量子云計(jì)算合作

    2024年10月,北京玻色量子科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“玻色量子”)與北京理工大學(xué)達(dá)成合作。此次簽約,雙方將在“量子計(jì)算+智能制造”行業(yè)領(lǐng)域,圍繞大規(guī)模復(fù)雜離散制造過(guò)程的調(diào)度難題,聯(lián)合研
    的頭像 發(fā)表于 11-01 13:35 ?237次閱讀

    本源量子等向北京“金融量子云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”提供自主量子算力

    近日,由本源量子提供自主量子主算力的“金融量子云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”正式上線(xiàn),該平臺(tái)由北京金融科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦,本源
    的頭像 發(fā)表于 10-30 08:05 ?183次閱讀
    本源<b class='flag-5'>量子</b>等向北京“金融<b class='flag-5'>量子</b>云實(shí)驗(yàn)<b class='flag-5'>平臺(tái)</b>”提供自主<b class='flag-5'>量子</b>算力

    微軟攜手Atom Computing計(jì)劃打造全球最強(qiáng)量子計(jì)算機(jī)

    微軟公司與前沿的量子計(jì)算企業(yè)Atom Computing宣布了一項(xiàng)重大合作,旨在共同研發(fā)并推出全球性能最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)。這一創(chuàng)新舉措融合了微軟
    的頭像 發(fā)表于 09-12 17:40 ?499次閱讀

    微軟和日立達(dá)成價(jià)值數(shù)十億美元的戰(zhàn)略合作

    微軟和日本知名公司日立近日宣布了一項(xiàng)價(jià)值數(shù)十億美元的戰(zhàn)略合作計(jì)劃,旨在未來(lái)三年內(nèi)共同推動(dòng)生成式人工智能服務(wù)的廣泛應(yīng)用。根據(jù)合作協(xié)議,日立將深度整合微軟云、Azure開(kāi)放人工智能服務(wù)、Dynamics
    的頭像 發(fā)表于 06-06 09:47 ?497次閱讀

    英特爾開(kāi)發(fā)300毫米低溫檢測(cè)工藝,為量產(chǎn)硅基量子處理器奠定基礎(chǔ)

    、保真度和測(cè)量數(shù)據(jù)。這項(xiàng)研究為硅基量子處理器的量產(chǎn)和持續(xù)擴(kuò)展(構(gòu)建容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的必要條件)奠定了基礎(chǔ)。 英特爾的量子硬件研究人員開(kāi)發(fā)了一種300毫米
    的頭像 發(fā)表于 05-16 15:53 ?306次閱讀

    微軟和OpenAI計(jì)劃投資1000億美元建造“星際之門(mén)”AI超級(jí)計(jì)算機(jī)

    微軟和OpenAI計(jì)劃投資1000億美元建造“星際之門(mén)”AI超級(jí)計(jì)算機(jī)這一消息屬實(shí)。
    的頭像 發(fā)表于 04-11 10:14 ?548次閱讀

    微軟和Quantinum宣布在量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破

    微軟和Quantinum日前表示,他們通過(guò)提高量子計(jì)算的可靠性,在實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算商業(yè)化方面邁出了關(guān)鍵一步。
    的頭像 發(fā)表于 04-07 10:53 ?589次閱讀

    微軟和Quantinuum推進(jìn)量子計(jì)算商業(yè)化,提高可靠性

    盡管量子計(jì)算機(jī)的基本單位——量子位具有極高速度,但極易受微小干擾影響并引發(fā)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。因此,研究員們采用構(gòu)建更多物理量子位以及運(yùn)用糾錯(cuò)技術(shù)的方式來(lái)獲取少量穩(wěn)定且有效的量子位。
    的頭像 發(fā)表于 04-07 09:56 ?312次閱讀

    微軟和英偉達(dá)擴(kuò)展長(zhǎng)期合作關(guān)系

    在GTC上,微軟和英偉達(dá)宣布了他們的最新合作,通過(guò)一系列強(qiáng)大的新集成進(jìn)一步擴(kuò)展了雙方長(zhǎng)期的合作關(guān)系。這一系列的集成利用了英偉達(dá)最新的生成式AI和Omniverse技術(shù),這些技術(shù)被深度整合進(jìn)了
    的頭像 發(fā)表于 03-20 10:36 ?849次閱讀

    量子夢(mèng)

    可以模擬原子和分子之間的相互作用,幫助科學(xué)家設(shè)計(jì)新材料、藥物,甚至加速新材料的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。這將有助于推動(dòng)科學(xué)研究的進(jìn)展,加快新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。 總的來(lái)說(shuō),量子計(jì)算機(jī)的夢(mèng)想是通過(guò)利用量子力學(xué)的奇特性質(zhì),解決傳統(tǒng)
    發(fā)表于 03-13 18:18

    技術(shù)團(tuán)隊(duì)們合作開(kāi)發(fā)低溫電路

    富士通(Fujitsu)與 QuTech 合作開(kāi)發(fā)了被稱(chēng)作 "世界首創(chuàng)"的低溫電子電路,用于控制基于金剛石的量子比特。這項(xiàng)新技術(shù)在保持高質(zhì)量性能的同時(shí),解決了
    的頭像 發(fā)表于 03-13 12:36 ?374次閱讀
    技術(shù)團(tuán)隊(duì)們合作<b class='flag-5'>開(kāi)發(fā)</b><b class='flag-5'>低溫</b>電路

    人形機(jī)器人初創(chuàng)公司Figure AI與微軟和OpenAI展開(kāi)融資談判

    近日,人形機(jī)器人初創(chuàng)公司Figure AI Inc.正與微軟和OpenAI展開(kāi)融資談判,目標(biāo)籌集高達(dá)5億美元的資金。據(jù)悉,微軟和OpenAI可能分別投資9500萬(wàn)美元和500萬(wàn)美元。如果談判成功,這筆資金將使Figure AI的估值達(dá)到約19億美元,不包括新資金。
    的頭像 發(fā)表于 02-04 11:00 ?936次閱讀

    微軟和OpenAI洽談注資人形機(jī)器人公司

    微軟和OpenAI正在與領(lǐng)先的人形機(jī)器人公司Figure洽談新一輪融資事宜。據(jù)透露,本輪融資金額最高可能達(dá)到5億美元。
    的頭像 發(fā)表于 02-02 10:41 ?717次閱讀

    中國(guó)臺(tái)灣開(kāi)發(fā)出5量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)

    據(jù)了解,“中研院”在2023年底成功研制五量子比特芯片,且量子位元邏輯閘的保真度高達(dá)99.9%,現(xiàn)已成功制造量子計(jì)算機(jī)并實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。除為合作伙伴提供研究和測(cè)試支持外,此設(shè)備還可用作極低溫
    的頭像 發(fā)表于 01-29 14:31 ?993次閱讀

    百度和阿里量子實(shí)驗(yàn)室捐贈(zèng)及研究進(jìn)展

    百度早在2018年便宣布創(chuàng)建量子計(jì)算研究所,專(zhuān)門(mén)致力于研發(fā)量子計(jì)算軟件以及相關(guān)信息技術(shù)應(yīng)用。悉尼科技大學(xué)量子軟件和信息中心創(chuàng)始人和負(fù)責(zé)人段潤(rùn)
    的頭像 發(fā)表于 01-03 14:29 ?966次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 久久66热在线视频精品| 0951影音在线| 湖南电台在线收听| 亚洲成色WWW久久网站夜月| 国产免费福利在线视频| 午夜在线播放免费人成无| 国产精品久久人妻拍拍水牛影视| 台湾18成人影院| 国产精品爽爽久久久久久蜜桃网站 | 蜜桃成熟时2电影免费观看d| 1788福利视频在视频线| 免费无遮挡又黄又爽网站| 99久久免费看国产精品| 欧美最猛12teevideos| 嘟嘟嘟WWW在线观看视频高清| 涩涩爱涩涩片影院| 国产三级在线免费观看| 亚洲精品无码葡京AV天堂| 久久成人免费观看全部免费| 孕妇bbwbbwbbwbbw超清| 美女扒开腿让男生桶爽免费APP| 97无码欧美熟妇人妻蜜| 人妻熟女斩五十路0930| 国产成人综合95精品视频免费| 亚州精品视频| 久久久无码精品亚洲欧美| 99精品欧美一区二区三区美图| 全黄H全肉禁乱公| 国产精品久久久久久久久齐齐 | 免费人成在线观看网站视频| 不卡一区二区高清观看视频| 视频一区国产精戏刘婷30| 国产在线精品视频二区| 在线国产a不卡| 欧美夜夜噜2017最新| 国产精品高清视频在线| 野草视频在线观看| 暖暖视频在线高清播放| 高清无码中文字幕在线观看视频| 亚洲高清国产拍精品5g| 久久中文字幕无线观看|