︿
Top

前瞻技術脈動：光子與量子技術（202413）

關鍵字：電腦晶片；矽光子晶片；量子電腦；量子訊息；海底電纜；微機電(MEMS)晶片；光通訊；
瀏覽次數：1243｜ 歡迎推文： facebook twitter wechat Linked

科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年11月22日
facebook twitter wechat twitter

圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202413）
 
電腦晶片能源效率的突破可望降低數據中心的用電量
數據中心每平方英尺的建築面積耗電量，是典型辦公大樓的50倍。為了降低能耗，可以採用矽光子晶片取代傳統積體電路，其運作原理是透過光濾波器的閘極電壓來進行溫度控制。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
現有量子電腦的規模擴大，雜訊和錯誤的挑戰也越來越大。量子電腦周圍環境的微小擾動——例如溫度、壓力或磁場的變化——都會破壞它們脆弱的計算建構單元，稱為量子位元。

開發可以持續監測量子系統周圍的雜訊並即時調整量子位元，以最大限度地減少誤差的方法。理論物理學家之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，透過微波振盪調整銫原子。這是一組嵌入電腦的量子位，唯一目的是測量外部雜訊而不是存儲數據。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雜訊。因這個系統會持續監測周圍的雜訊並發出相反的頻率以將其消除，以此方法，可以提高數據量子位元的質量。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.org. 2023/05/25.

透過使用晶片大小的裝置可以建構以聲音為基礎的量子電腦
為滿足未來量子計算系統中量子訊息傳輸的需求，科學家開發了基於聲音的量子電腦關鍵元件。

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計算系統中的量子訊息傳輸打開了可能性。該研究發表在Science期刊上。
參考資料：Sound-based quantum computers could be built using chip-sized device. New Scientist. 2023/06/08.

雷射透過衛星實現骨幹網路，可望很快消除對海底電纜的需求
海底電纜作為骨幹網路的建設成本過於高昂。為了解決這個問題，可以利用高效的16QAM或64QAM數位調變技術，結合微機電(MEMS)晶片，通過衛星建立光通訊骨幹網路。蘇黎世聯邦理工學院的研究團隊透過衛星實現光通訊骨幹網路，雷射光源採用16QAM或64QAM的數位調變，搭配微機電晶片的使用，即使在惡劣天候條件下，也能實現Tbit/s等級的傳輸速率。實驗結果在巴塞爾舉行的歐洲光通信會議(ECOC)上初次公佈，傳輸速率可高達每秒40Tbit。這種光通訊骨幹網路能提供穩定、高速的互聯網連接，具有低成本的優勢，未來可能成為替代海底電纜的解決方案。該研究已發表在《light: science & applications》期刊。(1227字；圖1)
參考資料：Lasers enable internet backbone via satellite, may soon eliminate need for deep-sea cables. TechXplore. 2023/06/20.

 

 
歡迎來粉絲團按讚！
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。