เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย เวเฟอร์ซิลิคอนที่มีอาร์เรย์ควอนตัมดอทมากกว่า 10,000 รายการ Bit by qubit: ส่วนของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาด 300 มม. ที่มี 82 ยูนิตเซลล์ (ตาย) และอาร์เรย์ควอนตัมดอทมากกว่า 10,000 รายการที่มีความยาวต่างกัน นักวิจัยในเนเธอร์แลนด์และสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า qubits ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก
โดยใช้กระบวนการมาตรฐานที่พัฒนาขึ้น
สำหรับการผลิตวงจรรวมแบบเดิม ความก้าวหน้านี้เป็นการปูทางไปสู่การพัฒนาเครื่องจักรควอนตัมที่ทรงพลังซึ่งต้องการคิวบิตที่เหมือนกันเป็นพันหรือล้านสำหรับการทำงานเต็มรูปแบบ
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสัญญาการปฏิวัติ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ควอนตัมขนาดใหญ่สามารถจำลองปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลหลายพันโมเลกุล ซึ่งจะช่วยเร่งการพัฒนายาและวัสดุใหม่ อย่างไรก็ตาม ในการไปถึงจุดนั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมจำเป็นต้องใช้หลายล้าน qubits ในขณะที่เวอร์ชันเริ่มต้นในปัจจุบันมีเพียงจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งทั้งหมดต้องผลิตในห้องปฏิบัติการ
การผลิต qubits ในระดับเดียวกับชิปคอมพิวเตอร์ที่พบในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ดิจิทัลสมัยใหม่อื่น ๆ ได้พิสูจน์แล้วว่าเข้าใจยากด้วยเหตุผลหลายประการ กระบวนการที่ผลิตชิปแบบธรรมดาเหล่านี้ได้ผ่านวิถีการพัฒนาและมาตรฐานมาเป็นเวลาหลายสิบปี เพื่อให้ได้ประโยชน์จากความก้าวหน้าเหล่านี้ การผลิต qubit ขนาดใหญ่ต้องเป็นไปตามกฎการออกแบบและการผลิตเดียวกัน
โดยหลักการแล้ว สิ่งนี้น่าจะเป็นไปได้
สำหรับสิ่งที่เรียกว่า spin qubits ซึ่งทำจากวัสดุซิลิกอนเดียวกันกับวงจรรวมและทำงานโดยการควบคุมการหมุนของตัวพาประจุ (อิเล็กตรอนและรู) ในเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตาม สปิน qubits นั้นสร้างได้ยากและจำเป็นต้องทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4K เพื่อให้ได้เวลาที่เชื่อมโยงกันเป็นเวลานาน
ไปกันใหญ่
ในผลงานล่าสุด นักวิจัยจาก QuTech (ความร่วมมือระหว่าง TNO และ Delft University of Technology) ในเนเธอร์แลนด์ ร่วมกับเพื่อนร่วมงานจาก Intel ในสหรัฐอเมริกา ได้ออกแบบและผลิตซิลิกอนปั่น qubits โดยใช้ Optical lithography 300 มม. อันล้ำสมัยของ Intel สายกระบวนการเวเฟอร์ งานก่อนหน้านี้ในการผลิต qubits บนเวเฟอร์ได้ใช้คานอิเล็กตรอนแทนเพื่อสร้างรูปแบบโครงสร้างบนแผ่นเวเฟอร์ ซึ่งช้ากว่ามาก ในทางตรงกันข้าม กระบวนการพิมพ์หินด้วยแสงจะใช้อุปกรณ์ที่คล้ายกับที่ใช้ในวงจรรวมเชิงพาณิชย์ และทำให้สามารถติดตั้งอาร์เรย์มากกว่า 10,000 คิวบิตบนเวเฟอร์ขนาด 300 มม. เดียวได้
นักวิจัยได้ทดสอบคุณสมบัติสองประการของแผ่นเวเฟอร์ที่ผ่านกระบวนการแล้ว ได้แก่ ผลผลิตของอุปกรณ์และความสม่ำเสมอของตัวอย่าง อดีตถูกวัดโดยการตรวจสอบจำนวนอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นทำงานอย่างถูกต้องโดยที่กระแสไฟไหลและหน้าสัมผัสไม่รั่วไหล หลังถูกวัดโดยการเปรียบเทียบแรงดันเกณฑ์อุณหภูมิห้องของเกทคิวบิตแต่ละอัน ผลลัพธ์ระบุว่าได้ผลผลิตและความสม่ำเสมอของตัวอย่างที่ 98% โดยมีความสม่ำเสมอสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่นเวเฟอร์และมีเพียงไม่กี่อุปกรณ์ที่ขอบไม่ทำงาน เมื่อทีมทำการทดสอบซ้ำที่อุณหภูมิ 5K และต่ำกว่า ผลลัพธ์มีความสัมพันธ์ที่ดีกับการทดสอบที่ได้รับที่อุณหภูมิห้อง
การผลิต qubit ขั้นสูง
Lieven Vandersypenนักวิจัยของ QuTech และผู้เขียนร่วมของบทความNature Electronicsที่บรรยายงานนี้ กล่าวว่านี่เป็นครั้งแรกที่ทุกคนผลิต qubits ที่สมบูรณ์โดยใช้กระบวนการเดียวกับที่ใช้ในการผลิตวงจรรวมจำนวนมาก เขาเสริมว่าจำนวน qubits ที่ผลิตได้นั้นมีหลายคำสั่งที่สูงกว่าที่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการจะทำได้ ที่สำคัญกว่านั้น ผลผลิตจะสูงขึ้น เนื่องจากการผลิตในห้องปฏิบัติการมีอัตราความล้มเหลว “ในวันที่ดี” อย่างน้อย 50% Vandersypen ตั้งข้อสังเกตว่าผลผลิตสูงนั้นน่าทึ่งเพราะกฎการออกแบบของกระบวนการมาตรฐานขาดความยืดหยุ่นที่อุปกรณ์คลีนรูมของมหาวิทยาลัยมีให้ ซึ่งหมายความว่ากระบวนการนี้อาจลดคุณภาพของ qubit หากไม่ได้ออกแบบอย่างเหมาะสม
ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับคิวบิตที่ใช้ทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม การผลิตซิลิกอนคิวบิตตามขนาด ซิลวาโน เด ฟรานเชสชี,นักวิจัยจาก CEA ในเมืองเกรอน็อบล์ ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ กล่าวว่า เป็นสิ่งสำคัญที่ผู้ผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ชั้นนำรายหนึ่งกำลังใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตขั้นสูงเพื่อทำ qubits นอกจากนี้ เขายังรู้สึกประทับใจกับความพยายามของนักวิจัยในการเชื่อมโยงคุณสมบัติของอุปกรณ์ทางสถิติที่อุณหภูมิต่ำกับคุณสมบัติที่วัดได้ในสภาวะแวดล้อม โดยสังเกตว่าสิ่งนี้ “สำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต” อย่างไรก็ตาม de Franceschi เสริมว่ารูปแบบลำแสงอิเล็กตรอนมีความยืดหยุ่นมากกว่าสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเบื้องต้นและอาจมีผลตอบแทนใกล้เคียงกันหากรวมเข้ากับวิธีมาตรฐานอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ในมุมมองของเขา ระดับความผิดปกติของประจุใน qubits รุ่นแรกนี้ดูเหมือนจะไม่ต่ำพอที่จะทำให้รวม qubit ขนาดใหญ่ได้ “เราเพิ่งเริ่มต้นและมีขอบสำหรับการปรับปรุงอย่างแน่นอน
Vandersypen กล่าวว่าตอนนี้เขาและเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะเพิ่มการผลิต qubit ต่อไป “เรายังต้องการปรับปรุงการควบคุม qubits และทดสอบแนวคิดใหม่เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาด” เขากล่าวกับPhysics World ในมุมมองของเขา ความน่าเชื่อถือและปริมาณที่สูงของกระบวนการผลิตใหม่จะช่วยเพิ่มอัตราความก้าวหน้าทั่วทั้งภาคสนาม
แม้ว่าความแปรปรวนของผู้ป่วยระหว่างกันจะส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดปริมาณรังสี นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าความไม่แน่นอนในการประมาณขนาดยาโดยใช้แสง Cherenkov อาจน้อยกว่าวิธีการวัดปริมาณรังสีของ MRT ในปัจจุบัน
ทีมงานกำลังดำเนินการทดลองเชิงตัวเลขต่อไปโดยมีเป้าหมายเพื่อคิดค้นเทคนิคการวัดปริมาณรังสี 3 มิติ ผู้เขียนอาวุโส Lucia Florescuกล่าวว่า “การใช้แสง Cherenkov อาจเป็นทางเลือกที่ถูกต้องและคุ้มค่ามากขึ้นสำหรับเทคนิคการวัดปริมาณรังสีที่มีอยู่สำหรับการบำบัดด้วยรังสีระดับโมเลกุล “ขณะนี้เรากำลังพิจารณาใช้การวัดแสงพื้นผิวหลายแบบเพื่อสร้างการกระจายแสง 3D Cherenkov ภายในเนื้อเยื่อ เพื่อรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการกระจายขนานยา 3 มิติ และบรรลุการวัดปริมาณรังสีเฉพาะผู้ป่วยอย่างครอบคลุม เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
