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前瞻技術脈動：光子與量子技術（202304）

關鍵字：矽光子晶片；能源效率；量子電腦；量子位元(Qbit)；聲子(Phonon)；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2023年9月22日
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圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202304）

電腦晶片能源效率的突破可望降低數據中心的用電量
奧勒岡州立大學的研究人員開發了一種新型矽光子晶片，可藉由光濾波器的閘極電壓來進行控溫，所消耗的電力極低，耗能不僅遠低於傳統積體電路，也低於一般使用加熱器控溫的矽光子晶片。這項技術的應用將有助於優化數據中心的能源使用效率，然需進一步研究和實驗，以確保其在不同應用場景下的可靠性和穩定性。本研究成果已發表於《Scientific Reports》期刊。
參考資料：Breakthrough in computer chip energy efficiency could cut data center electricity use. Tech Xplore, 2023/05/24.
 
研究人員開發「降噪」量子位以最大限度地減少量子電腦中的錯誤
理論物理學家此前曾提出一種使用旁觀者量子位的解決方案，而此研究團隊證明這一理論概念可用於消除中性原子量子陣列（他們首選的量子電腦）中的噪聲(雜訊)。研究團隊設計了一個系統，可以連續讀取銣原子的即時數據，並作為響應，通過微波振盪調整銫原子。這是一組嵌入電腦的量子位元，唯一目的是測量外部噪聲而不是儲存數據。這些觀察者量子位元收集的資訊隨後可用於消除重要數據處理量子位元中的噪聲。因這個系統會持續監測周圍的噪聲並發出相反的頻率以將其消除，以此方法，可以提高數據量子比特的質量。接下來，該研究團隊打算繼續找辦法大幅提高該系統的靈敏度。
參考資料：Researchers develop 'noise-canceling' qubits to minimize errors in quantum computers. Phys, 2023/05/25.
 
透過是用晶片大小的裝置可以建構以聲音為基礎的量子電腦
芝加哥大學的研究人員成功展示了以聲音為基礎的量子電腦關鍵元件的運作。他們使用一個晶片尺寸的裝置，將其保持在極低的溫度下，創造並操縱被稱為聲子的個別聲音粒子。研究人員在晶片上添加了一個分光鏡零件，使聲子能夠存在於量子疊加狀態中，同時被反射和傳輸。透過將兩個聲子送入分光鏡，研究人員觀察到它們的疊加狀態如何相互影響，模擬了光粒子在量子計算中的行為。這一進展為將聲音粒子用於未來量子運算系統中的量子資訊傳輸打開了可能性。該研究發表在Science期刊上。(713個字；圖1)
參考資料：Sound-based quantum computers could be built using chip-sized device. New Scientist, 2023/06/08.


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