Дослідники з Мельбурнського та Манчестерського університетів розробили технологію виробництва надчистого кремнію з мінімальною часткою домішок. Новий метод наближає створення потужних і стабільних квантових комп’ютерів на основі наявних кремнієвих виробництв, заявляють інженери.
Кремнієві процесори та інші компоненти – основа сучасної мікроелектроніки, але для квантових пристроїв, як правило, розглядаються альтернативні технології, наприклад, дефекти в алмазах або охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля, іони. Такі елементи погано поєднуються з сучасними технологіями і вимагають особливих умов обслуговування.
Кремній є провідним кандидатом на створення квантових комп’ютерних чипів, які забезпечать стійку когерентність, необхідну для надійних квантових обчислень, зазначають інженери. Проблема в тому, що кремній, який зустрічається в природі, крім потрібного ізотопу кремній-28, містить близько 4,5% кремнію-29. У ядрі цього атома на один нейтрон більше. “Зайва” частинка як крихітний магніт руйнує когерентність і створює помилки обчислень.
За допомогою іонного імплантатора інженери направили сфокусований високошвидкісний промінь з атомів чистого кремнію-28 на зразок природного матеріалу. У результаті бомбардування потрібні атоми поступово замістили зайві ізотопи. У результаті концентрація кремнію-29 у зразку знизилася до двох частин на мільйон (0,0002%).
Іонний імплантатор – стандартний пристрій, який активно використовується на виробництві напівпровідників, зазначають інженери. Це означає, що метод очищення кремнію до мінімального вмісту домішок легко буде впровадити на наявних підприємствах. При цьому надчисті чіпи допоможуть квантовим комп’ютерам з безліччю кубітів довше залишатися стабільними і допускати менше помилок.