Snowball - Banff Video 2009
Andrew Dzurakは、全体像がまだ焦点が合っていない場合でも、全体像について考えるのが好きです。
シドニーにあるニューサウスウェールズ大学の工学教授でオーストラリア国立製造施設のディレクターであるDzurakの目標は、最初の実用的な量子コンピュータを開発することです。そして彼のチームが新しく明らかにした量子コンピュータチップの設計は、その目的への重要な第一歩を表すかもしれないと信じています - そしてそれはすべて今日のコンピュータを動かすシリコンチップアーキテクチャの上に成り立っています。
「それは、広範囲の重要な問題を解決するために必要とされる何百万もの量子ビットで、大規模な量子プロセッサを構築するための「ビジョン」または「経路」を提供します」と彼は言います 逆.
量子コンピューティングはおそらく間違いなく進歩でしょう の 21世紀の技術的達成を定義する - もちろん、私たちは次の83年間でそれをやめることができると仮定します。完全に機能する量子コンピュータでは、すべてのチップに何百万もの量子ビット（つまり量子ビット）が必要になることを考えると、それは確実ではありません。グーグルのような場所で開発中のものは約50キュビットでトップになり、それらのデザインが拡大することができるという保証はありません。
しかし、Dzurakと彼の仲間の研究者が金曜日に発表された論文で説明するように ネイチャーコミュニケーションズ 彼らは彼らの設計がバイナリの限界を超越し、そして何百万年もの間伝統的なコンピュータにかかるであろう問題を迅速に解決するために量子奇妙さを利用するキュビットの必要な脅威を含むように構築できると信じている。
「これは非常に単純化した例えですが、moonshotチームがロケットエンジン、ステージのタイミング、着陸モジュール、宇宙服など、ミッション全体のための完全な設計を行ったときのようなものだと思います。彼は言います。 「大きなプロジェクトを実現するためには、すべてがどのように調和しているかというビジョンを持っている必要があります。それが、このペーパーで私たちが目指していることです。」
Dzurakのチームは、量子コンピュータアーキテクチャの5大候補の1つであるシリコン量子チップに焦点を当てています。その最優先の利点は、それがすでに使用されているシリコンチップ技術の拡張であるということです。そして、それは単一ビットに何百万も収まるほどキュビットを小さくする方法のための大まかなガイドを提供します。
「それらが正しいやり方だとは思わなければ、私の人生の仕事の大部分をシリコン量子ビットに費やすことはしないと言うのは公正だと思います」と彼は言います。さらに問題を作成してください。 「これは実際には他のキュビットよりも重要な利点です。なぜなら、1つのチップにもっと多くのキュビットを詰めることができるという意味ですが、それだけでなく、非常に多くの制御ラインを小さなボリュームにまとめるという課題もあります。それは、私たちの論文が取り組むことを目的としている重要な課題の1つです。」
これらのチップが今日のチップと非常に多くの機能を共有しているという事実はまた、それらがすでに利用可能で使用中の材料を使用して構築できることを意味します。このホワイトペーパーでは、この設計により、キュビットの計算における誤差を修正したり、これら数百万もの量子コンポーネントすべてを制御して読み取るために必要な回路を構築したりするなど、より技術的な問題を解決する方法について詳しく説明します。
それでは、これは私たちを実際の実用的な量子コンピュータにどれほど近づけるのでしょうか。
「私たちは、最初に小型（例えば10キュビット）のシステムを作るためにシリコンチップ製造プロセスを使い始めたいと思います。それが3〜5年で達成できることを目標としています」とDzurakは言います。 「それから、6〜10年で100キュービットを目指して、より高度な統合を構築したいと考えています。 100キュビット前後では、時間が経てばさらに拡大し続けることができるプロトタイプがありますが、それはすでにいくつかの興味深い問題に適用できます。」
Dzurakは、これらのタイムスケールは彼のグループがどれだけの投資を受け取るかに大きく依存していると言います。真の量子コンピュータというチームのビジョンを実現するには、かなりのリソースが必要です。しかし、少なくともそのビジョンはこれまで以上に明確になったことはありません。
「この設計作業を始めたとき、私は、完全な量子コンピュータチップがどのように見えるかを視覚化したいと思いました」と彼は言います。 「シリコンを使用することの利点と、量子プロセッサ全体を作るという課題の両方が強調されているので、これは非常に重要でした。非常に現実的な技術的課題が残っていて、それは頭脳の力と決意を解決しようとしていますが、今、我々は目指すべき本当の目標を持っています。」