Исследователи из Сандиа показали, что метод с использованием сурьмы и кремния может работать

Исследователи Хосе Пачеко и Минакши Сингх, которая держит образец кубитной структуры встроенной в кремний.
Исследователи Хосе Пачеко и Минакши Сингх, которая держит образец кубитной структуры встроенной в кремний.

Возьмите один атом сурьмы, используйте ионный луч чтобы выстрелить им в кремниевую подложку, и вы уже на пути к созданию рабочего квантового компьютера.

Исследователи из Сандийской Национальной лаборатории объявили на этой неделе, что они использовали этот многообещающий метод.

В их эксперименте, описанном в журнале Applied Physics Letters, исследователи использовали генератор ионного луча для вставки атома сурьмы в кремниевую подложку промышленного стандарта — процесс, который занял всего микросекунды. Этот атом с пятью электронами, содержит на один больше, чем атом кремния. Поскольку электроны разделяют на пары, нечетный электрон сурьмы остается свободным.

В этом свободном электроне и находится потенциал. Исследователи подвергли его давлению электромагнитного поля и контролировали его «вращение», будет ли он подниматься или падать. Вращение — то, что позволяет электронам служить квантовыми битами или «кубитами«, которые являются базовыми компонентами квантовых вычислений.

В то время как традиционные компьютеры представляют числа как 0 или 1, кубит может одновременно быть 0 и 1 через состояние, известное как суперпозиция.

Теперь, когда они точно поместили один донорный атом в кремний, исследователи полагают, что они смогут вставить второй на правильном расстоянии для связи между ними. Это будет по сути началом схемы квантовых вычислений.

Сандиа планирует попытаться сделать следующий подвиг позже в этом году.

«Наш метод многообещающий, потому что он читает вращение электрона, а не его электрический заряд, его информация не поглощаются фоновыми помехами, а вместо этого остается последовательной в течение относительно долгого времени», сказали научный сотрудник и ведущий исследователь Минакши Сингх.

Тот факт, что метод использует кремний, является еще одним преимуществом, так как коммерческие технологии производства кремния уже разработаны, и он намного дешевле, чем специализированные сверхпроводящие материалы.

Хотя некоторые части эксперимента были продемонстрированы ранее, это — первый раз, когда они все были объединены на одном чипе и каждый кубит был размещен точно. Другие подходы показали более разрозненный подход, а это означает, что исследователи могли только предположить, где будет каждый кубит посредством статистического приближения.

Исследователи сказали, что отчасти благодаря большей точности, новый метод может позволить производителям сделать более сложные структуры мультикубита, чем могли бы произвести другие методы.