Ученые создали революционный кремний для мощных квантовых компьютеров

Ученые из Университета Мельбурна и Манчестера разработали инновационную технологию производства высокоочищенного кремния, которая приближает нас к появлению мощных квантовых компьютеров. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Communications Materials.

Данная технология базируется на использовании кубитов атомов фосфора, которые внедряются в кристаллы чистого стабильного кремния. Это позволяет преодолеть критический барьер для квантовых вычислений за счет увеличения продолжительности квантовой когерентности.

Ученые создали революционный кремний для мощных квантовых компьютеров

Естественный кремний, встречающийся в природе, в основном состоит из изотопа кремния-28, который подходит для изготовления квантовых чипов. Однако он также содержит около 4,5 процента кремния-29. Изотоп кремния-29 имеет дополнительный нейтрон в каждом атоме, который действует как крошечный магнит, нарушающий квантовую когерентность и приводящий к вычислительным ошибкам.

Ученые направили сфокусированный пучок чистого кремния-28 на кремниевый чип, что привело к замене атомов кремния-29 в чипе и уменьшению их содержания с 4,5 процента до двух частей на миллион (0,0002 процента).

По словам авторов, благодаря надежной когерентности квантовые компьютеры могут решать некоторые задачи за часы или минуты, на решение которых у обычных или «классических» компьютеров ушли бы столетия. В настоящее время квантовые компьютеры способны поддерживать безошибочные вычисления даже при абсолютном нуле, однако их когерентность чувствительна к малейшим изменениям в окружающей среде, что ограничивает время их работы до доли секунды.

ПолитАналитика