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英科學家讓量子運算向商業化目標再邁大步

上網時間: 2012年09月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:量子運算    布里斯托大學  玻璃  晶片 

英國布里斯托大學(University of Bristol)的科學家將量子運算(quantum computing)往商業化量產目標更推進了一步──該大學研究團隊幾年前就曾經證實玻璃波導(glass waveguides)內的量子光學(quantum photonic)效應,現在則是成功以材料取代了玻璃。

該研究團隊指出,以矽晶片來證實量子的疊加(superposition)與纏結(entanglement)等力學效應,意味著該技術是能與當前的量產技術匹敵;此一成果可能催生結合傳統電子電路與光學、量子電路的混合型晶片,以支援安全性通訊等應用。

此外該成果也可能代表量子力學運算技術的商業化時程,將會比原先預期來得早──過去曾有預測指出,可能需要十年以上的時間才能完成端對端量子電腦電路的開發與佈署,這類系統理論上會比目前的電子化電腦在解決複雜問題方面的性能更強。

布里斯托大學的研究團隊是與日本東芝(Toshiba)研發總部、蘇格蘭赫瑞瓦特大學(Heriot-Watt University),以及荷蘭台夫特大學(Delft University)共同合作,在一顆採用絕緣上覆矽(silicon-on-insulator)製程的晶片上製作電路,並以Mach-Zehnder光學干涉儀(interferometer)證實其中的雙光子量子干涉(two-photon quantum interference)效應。

這種新電路能與現有的光纖基礎設施相容,並可直接佈署;該矽波導的寬度為450奈米(nm)、深度為220奈米。布里斯托大學物理學院量子光學研究中心(Centre for Quantum Photonics)副主任Mark Thompson表示,研究團隊利用矽材料來操作光線,製作出比目前玻璃材料晶片小1,000倍的電路,而且該晶片是可能採用現有標準微電子元件量產技術來生產的。

這麼小的尺寸,意味著這種量子運算矽晶片能涉足玻璃晶片無法進入的應用領域;Thompson並預言,量子安全通訊技術將在五年內商業化,布利斯托大學研究團隊正與諾基亞(Nokia)洽談量子運算在安全性行動通訊領域的應用。

此外Thompson也透露該團隊也期望在同樣差不多五的時間之內,證實量子運算晶片能用以解決具體問題,例如分子、原子甚至量子模擬,或是一些基本上很難解的數學題。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Researchers move quantum computing to silicon,by Peter Clarke)





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