量子大規(guī)模集成電路或?qū)⒅溉湛纱?
2011/9/6 8:38:33
美國(guó)加州大學(xué)圣芭芭拉分校的科學(xué)家宣布，他們通過(guò)量子電路成功實(shí)現(xiàn)了馮諾依曼結(jié)構(gòu)，證實(shí)了這種經(jīng)典計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)在量子信息處理領(lǐng)域的價(jià)值，未來(lái)量子大規(guī)模集成電路或指日可待。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)快訊》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。
馮諾依曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。其要點(diǎn)是：計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制方式運(yùn)算；處理器使用同一個(gè)存儲(chǔ)器，經(jīng)由同一個(gè)總線傳輸；計(jì)算機(jī)至少要具有存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器和輸入輸出設(shè)備。該結(jié)構(gòu)確定了現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的基本機(jī)構(gòu)，從世界上第一臺(tái)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)埃尼阿克到當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)幾乎都采用了馮諾依曼結(jié)構(gòu)。
加州大學(xué)的研究小組將一個(gè)長(zhǎng)壽命量子隨機(jī)存儲(chǔ)器編程為一個(gè)量子中央處理器，并與其他組件一起安裝在一塊芯片上，形成了一個(gè)經(jīng)典的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。該電路包括兩個(gè)量子位（量子比特）、量子總線、二位的量子存儲(chǔ)器和重置寄存器。所有的硬件都基于超導(dǎo)量子電路，在一個(gè)極低的溫度下運(yùn)行，以保證免受其他干擾因素的影響。
加州大學(xué)圣芭芭拉分校的瑪圖·瑪瑞安圖米說(shuō)：“在新的量子計(jì)算機(jī)架構(gòu)上，我們已經(jīng)探索了將量子信息寫(xiě)入內(nèi)存的同時(shí)進(jìn)行其他量子計(jì)算的可能性。目前該平臺(tái)已經(jīng)能夠執(zhí)行量子傅立葉變換和三量子比特Toffoli門(mén)——這是考量量子計(jì)算機(jī)計(jì)算能量的關(guān)鍵。”
瑪瑞安圖米說(shuō)，雖然與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，該研究只是非常小的一個(gè)進(jìn)展，但鑒于一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行大量計(jì)算，具有比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大得多的運(yùn)算能力，這也是值得欣慰的。
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