首创的低温晶体管效率高出 1000 倍,可能会带来更强大的量子计算机

360影视 2024-11-27 08:10 8

摘要:量子计算机需要冷却到接近绝对零度,才能使量子比特达到“相干”状态,在这种状态中,它们占据 1 和 0 的叠加状态,即二进制数据的传统位。当您纠缠量子比特时,将它们在时间和空间上连接起来,以便它们共享信息,量子计算机可以并行处理计算,而经典计算机必须按顺序逐个处

这种被称为“cryo-CMOS 晶体管”的新型晶体管经过优化,可在低于 1 K 的温度下工作,并发出接近零的热量。

创造该设备的工程师表示,这是世界上第一个能够在低温条件下有效运行的晶体管图片来源bopshops/Getty Images

一种新型晶体管的热量几乎为零,可将未来量子计算机的能耗降低多达 1000 倍,并为大规模扩展机器铺平了道路。

创造该设备的工程师表示,它是世界上第一个能够在低温条件下高效运行的晶体管——低于 -238 华氏度(-150 摄氏度)的极低温度。

它在 1 开尔文或更低的温度下表现最佳——接近绝对零度,他们在 10 月 1 日上传到预印本数据库 arXiv 的一项研究中解释说。(该研究尚未经过同行评审。

量子计算机需要冷却到接近绝对零度,才能使量子比特达到“相干”状态,在这种状态中,它们占据 1 和 0 的叠加状态,即二进制数据的传统位。当您纠缠量子比特时,将它们在时间和空间上连接起来,以便它们共享信息,量子计算机可以并行处理计算,而经典计算机必须按顺序逐个处理它们。

科学家们说,传统组件在这些低于冰点的温度下性能效率极低。它们也非常难以维护——随着越来越多的量子比特被添加到系统中,散发的热量就越多,这使得维持这些超低温变得更加困难和昂贵。

开发该晶体管的芬兰公司 SemiQon 的代表在一份声明中表示,由于这种被称为“cryo-CMOS 晶体管”的新型晶体管经过优化,可在低于 1 K 的温度下工作并散发接近零的热量,因此与传统电子产品相比,它具有许多优势。

它减少了 1,000 倍的散热,功耗仅为传统晶体管的 0.1%。这使得控制和读出电子设备首次可以直接放入“低温恒温器”中,这是一个负责冷却的巨大桶。这意味着未来的机器可以更经济高效地进行扩展,并减少干扰计算的错误。

SemiQon 首席执行官兼联合创始人 Himadri Majumdar 在声明中表示:“我们和科学界的其他人都很清楚,能够在超低温下高效运行的晶体管将为先进计算领域的用户以及这些设备需要在低温条件下运行的地方提供巨大的价值。

公司代表表示,除了量子应用之外,这些晶体管还可以用于高性能计算,例如世界上最快的超级计算机和太空。

来源:小周讲科学

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