[發(fā)明專利]一種量子芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610949648.2
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN107038141A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 邵玉君
• 申請（專利權）人: 章美前
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及到芯片技術，特別涉及到一種量子芯片。

背景技術

隨著計算機和電子技術的發(fā)展，人們的生活水平和生活質量有了飛速的提高。隨著時間的推移，人們對計算機的計算能力也在逐漸增強，但是現(xiàn)有的基于傳統(tǒng)芯片技術的計算機遇到了通信墻和功耗墻等一系列問題，計算機的發(fā)展的摩爾定律也逐漸受到挑戰(zhàn)，隨著芯片技術的發(fā)展，集成電路上可容納的晶體管數(shù)量不斷增加，晶體管的尺寸也在不斷減小至電子尺寸量級，晶體管的量子效應顯現(xiàn)，現(xiàn)有的芯片技術無法處理這種量子技術難題，尋找一種突破性技術勢在必行。芯片是電子產(chǎn)品和計算機的核心器件，當前應用于計算機和電子產(chǎn)品的電子芯片由于計算過程中的不可逆操作會使得功耗高，芯片中的電子之間的相互碰撞會使得計算機和電子產(chǎn)品發(fā)熱，而且隨著晶體管尺寸的逐步變小，電子件的碰撞影響隨之增加，計算機及電子產(chǎn)品的發(fā)熱問題會更加嚴重，影響了計算機的運算速度和通信速度，計算機的計算能力和通信能力不能適應人們日益增長的對于計算機能力的需求。

本發(fā)明是為了有效解決當前計算機和電子產(chǎn)品的芯片主要為電子芯片，電子芯片的功耗大，由于電子運動時的相互碰撞引起計算機和電子產(chǎn)品發(fā)熱，計算機的計算速度慢，通信設備的通信能力差的現(xiàn)狀，提出一種量子芯片，通過量子芯片使得計算機的計算過程是可逆的，用于制備芯片的粒子的運動和信息傳遞通過電子自旋等量子特性而互不干擾，不會使得計算機及電子產(chǎn)品在使用過程中發(fā)熱，計算機的運算速度和通信速度會幾何級增長，從而在技術上和經(jīng)濟效益上推動計算機和電子產(chǎn)業(yè)整體性質的飛越。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有計算機和電子產(chǎn)品的電子芯片由于計算過程中的不可逆操作會使得功耗高，芯片中的電子之間的相互碰撞會使得計算機和電子產(chǎn)品發(fā)熱，影響運算速度和通信速度，計算機的計算能力和通信能力不能適應人們日益增長的對于計算機能力的需求的問題，本發(fā)明提出一種量子芯片，量子芯片是由具有拓撲相變的材料制成。具有拓撲相變的材料在參數(shù)空間的拓撲數(shù)改變時發(fā)生拓撲相變。具有拓撲相變的材料包括但不限于具有量子霍爾效應的電子氣、具有渦旋相變的超導薄膜、超流薄膜和磁系統(tǒng)、時間反演對稱性破缺的拓撲量子流體、時間反演對稱和自旋軌道耦合的拓撲絕緣體。具有量子霍爾效應的電子氣包括但不限于1維、2維和3維。時間反演對稱和自旋軌道耦合的拓撲絕緣體包括但不限于1維、2維和3維。量子芯片包括量子比特、量子門和糾錯碼系統(tǒng)。量子芯片采用拓撲量子計算的模式。量子比特是由滿足非阿貝爾(non-Abelian)統(tǒng)計規(guī)律的馬約拉納費米子(Majorana fermion)制成，馬約拉納費米子(Majorana fermion)包括但不限于超中性子(neutralino)。拓撲量子計算包括重整化群的量子編譯算法。量子門的操作由可以用2^kx2^k的酉矩陣表示，包括但不限于阿達馬門(Hadamard gate)、泡利-X門(Pauli-X gate)、泡利-Y門(Pauli-Y gate)、泡利-Z門(Pauli-Z gate)相位偏移門(Phase shift gates)、互換門(Swap gate)和Toffoli門(Toffoli gate)。

附圖說明

附圖1為量子芯片的結構示意圖。

具體實施方式