Науковці Університету Мельбурна та Манчестера створили революційну технологію виробництва високоочищеного кремнію, яка наближає появу потужних квантових комп’ютерів. Результати дослідження опубліковані в журналі Communications Materials.
Фото: University of Melbourne / University of Manchester
Технологія використовує кубіти атомів фосфору, імплантовані в кристали чистого стабільного кремнію, що уможливлює подолання критичного бар’єру для квантових обчислень за рахунок збільшення тривалості квантової когерентності.
Хоча кремній, що трапляється в природі, в основному являє собою ізотоп кремнію-28, придатний для виготовлення квантових чипів, у ньому також міститься близько 4,5 відсотка кремнію-29. Кремній-29 має додатковий нейтрон у кожному ядрі атома, який діє як крихітний магніт, що руйнує квантову когерентність і створює обчислювальні помилки.
Дослідники направили сфокусований пучок чистого кремнію-28 на кремнієвий чип, унаслідок чого цей ізотоп поступово замінив атоми кремнію-29 у чипі, скоротивши його вміст із 4,5 відсотка до двох частин на мільйон (0,0002 відсотка).
За словами авторів, завдяки надійній когерентності квантові комп’ютери можуть розв’язати за години або хвилини деякі проблеми, на які у звичайних або “класичних” комп’ютерів пішли б століття. Наразі квантові комп’ютери навіть в умовах абсолютного нуля можуть підтримувати безпомилкові обчислення протягом частки секунди через те, що когерентність чутлива до найменших змін у навколишньому середовищі.