Новости Hardware

Учёные случайно нашли способ производства кремниевых кубитов на атомарном уровне

Благодаря гранту Министерства энергетики США группа учёных из Техасского университета в Далласе разработала метод более точного создания кремниевых кубитов, что в перспективе может привести к массовому производству квантовых процессоров на основе полупроводникового производства. Исследование находится на ранней стадии изучения, но рассматривается как перспективное.

Справа показана пластина со слоем атомов водорода, а справа — с извлечёнными из слоя атомами водорода. Источник изображения: University of Texas at Dallas

Слева показана пластина со слоем атомов водорода, а справа — с извлечёнными из слоя атомами водорода. Источник изображения: University of Texas at Dallas

Производство чипов с использованием кремниевых пластин настолько хорошо изучено и отлажено, что создание квантовых процессоров на кремниевых кубитах представляется хорошо продуманным решением для первого шага в направлении квантовых компьютеров. В частности, кремниевыми кубитами в числе прочих исследований занимается компания Intel.

Учёные из Техасского университета в Далласе взяли за основу один из вариантов создания кремниевых кубитов на основе кремниевых пластин с атомарно тонким слоем осаждённого водорода — это так называемая пассивация, когда одним веществом (в данном случае — водородом) покрывают всю поверхность пластины. На такой пластине кубиты можно сформировать с помощью зонда сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Атом водорода выхватывается и затем с помощью осаждения из газовой среды на его место осаждается фосфин — в соединении с кремнием в этом месте формируется кубит.

Зонд СТМ может работать в двух режимах: в режиме визуализации, тогда он показывает изображение с атомарным разрешением и в режиме манипулятора, когда кончик зонда удаляет или перемещает атомы вещества с такой же точностью. По понятным причинам в первом случае используются более слабые токи и напряжения, чем во втором.

До сих пор точность использования зонда СТМ для манипуляции атомами была недостаточно высокой. Оператор мог легко ошибиться и выхватить зондом атом водорода не там, где это нужно. Исследователи из Техасского университета случайно выяснили, что зонд микроскопа может манипулировать атомами водорода даже в режиме визуализации и это происходит с потрясающей точностью.

«Мы поняли, что действительно можем использовать этот метод для контролируемого удаления атомов водорода, — сказал руководитель исследования доктор Реза Мохеймани (Reza Moheimani). — Это стало неожиданностью. Это одна из тех вещей, которые случаются во время экспериментов, и вы пытаетесь объяснить это и воспользоваться этим».

Понятно, что для промышленного применения нужен совсем другой инструмент, чем лабораторный сканирующий туннельный микроскоп. Поэтому учёные собираются изучить вопрос создания устройства с множеством параллельно работающих зондов и ускорить процесс манипулирования атомами. Прибор со 100 зондами и со скоростью в 10 раз большей, чем работа СТМ даст 1000-кратный прирост производительности, и тогда можно будет говорить о коммерческом применении разработки.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Финансовый регулятор США хочет контролировать рынок криптовалют, где царит «Дикий Запад» 4 ч.
Видео: битва с боссом, изучение города и нехватка производительности в получасовой геймплейной демонстрации No More Heroes 3 7 ч.
Tencent собралась купить 1C Entertainment — издателя «Космических рейнджеров» и разработчика King’s Bounty II 8 ч.
Пользователи YouTube смогут заработать до $10 000 за публикацию коротких роликов Shorts 8 ч.
Facebook работает над технологией анализа переписки в WhatsApp в рекламных целях 9 ч.
Киберпанковый экшен Ghostrunner стал временно бесплатным в Steam и получил скидку 50 % 9 ч.
Осенью выйдет лишь урезанная версия eFootball с ограниченным числом команд и режимов 10 ч.
«Этот союз благословлён самим адом»: в гоночном экшене Wreckfest появились две трассы и машина из Carmageddon 10 ч.
«Гвинт» получила дополнение «Танеддский бунт» и шестой сезон «Путешествия» 11 ч.
Генеральный директор Take-Two: подписные сервисы имеют смысл только для распространения старых игр 12 ч.