Создан революционный чип для мощных квантовых компьютеров

Communications Materials: создан очищенный кремний для квантовых компьютеров

Ученые Университета Мельбурна и Манчестера создали революционную технологию производства высокоочищенного кремния, которая приближает появление мощных квантовых компьютеров. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Materials.

Технология использует кубиты атомов фосфора, имплантированные в кристаллы чистого стабильного кремния, что делает возможным преодолеть критический барьер для квантовых вычислений за счет увеличения продолжительности квантовой когерентности.

Хотя встречающийся в природе кремний в основном представляет собой изотоп кремния-28, подходящий для изготовления квантовых чипов, в нем также содержится около 4,5 процента кремния-29. Кремний-29 имеет дополнительный нейтрон в каждом ядре атома, который действует как крошечный магнит, разрушающий квантовую когерентность и создающий вычислительные ошибки.

Исследователи направили сфокусированный пучок чистого кремния-28 на кремниевый чип, в результате чего этот изотоп постепенно заменил атомы кремния-29 в чипе, сократив его содержание с 4,5 процента до двух частей на миллион (0,0002 процента).

По словам авторов, благодаря надежной когерентности квантовые компьютеры могут решить за часы или минуты некоторые проблемы, на которые у обычных или «классических» компьютеров ушли бы столетия. В настоящее время квантовые компьютеры даже в условиях абсолютного нуля могут поддерживать безошибочные вычисления в течение доли секунды из-за того, что когерентность чувствительна к малейшим изменениям в окружающей среде.