Bir araştırma ekibi, kuantum bilgisayarları inşa etmenin satın alınabilirliğini ve güvenilirliğini potansiyel olarak artırabilecek yeni bir silikon yapım tekniği geliştirdi.
Avustralya’daki Melbourne Üniversitesi, New South Wales Üniversitesi ve Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü’nün yanı sıra Almanya’daki Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ve Leibniz Yüzey Mühendisliği Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından ortaklaşa geliştirilen bu yeni teknik, Tek atomların teker teker silikon levhalara tam olarak entegre edilmesini içerir.
Araştırmacılara göre, bir makalede yayınlanan teknik “Gelişmiş Malzemeler“, bir silikon kristalindeki atomlar arasındaki boşluğa kabaca karşılık gelen, yalnızca yarım nanometrelik bir konumlandırma doğruluğuna sahip bir çipin yüzeyine “dokunan” keskin bir konsola sahip atomik mikroskobun hassasiyetinden yararlanır. Konsolda küçük bir deliğin nasıl delindiğini açıklayın, böylece fosfor atomları püskürtüldüğünde bunlardan biri bazen delikten düşer ve silikon alt tabakaya gömülür.
Anahtar yönlerden biri, bir atomun alt tabakaya tam olarak ne zaman battığını bilmektir, böylece konsol kafes üzerindeki bir sonraki kesin konuma hareket edebilir.
Resim: Melbourne Üniversitesi
Büyük ölçekli cihazları test etmek için bir qubit çipi
Makale, şimdiye kadar silikona atom yerleştirmenin rastgele bir süreç olduğunu belirtiyor. Gerçekten de, bir silikon çipe fosfor püskürtüldüğünde, bir atom, penceredeki yağmur damlaları gibi rastgele düşüyordu. Ancak ekip, bir atom silikon kristaline düştüğünde meydana gelen sesli bir “klik” ile doğruluğu belirleyebildiklerini buldu.
Profesör David Jamieson, “Bir silikon parçasıyla çarpışan bir atom çok zayıf bir tıklama üretir, ancak tıklamayı algılamak için kullanılan çok hassas bir elektronik icat ettik: çok yükseltilir ve güçlü ve güvenilir bir sinyal verir”, diye açıklıyor. Melbourne Üniversitesi ve baş yazar. “Bu, yöntemimize çok güvenmemizi sağlıyor. “Ah, bir tıkırtı oldu. Az önce bir atom geldi. Şimdi konsolu bir sonraki konuma taşıyabilir ve bir sonraki atomu bekleyebiliriz” diyebiliriz. “
Bu tekniği geliştirmek için araştırmacılar, hassas X-ışını dedektörleri, başlangıçta Rosetta uzay görevi için geliştirilmiş bir atomik kuvvet mikroskobu ve silikona implante edilen iyonların yörüngesinin bir bilgisayar modeli dahil ekipman kullandılar.
Ortak yazarlardan biri olan Andrea Morello, bu hassasiyeti ve bu yeni tekniği kullanarak, daha sonra büyük ölçekli cihaz tasarımlarını test etmek için deneylerde kullanılabilecek bir kübit “çipi” yaratmanın mümkün olacağını ekliyor. “Bu, büyük bireysel atom dizileri arasında kuantum mantık işlemleri tasarlamamıza ve işlemci boyunca çok hassas işlemler tutmamıza izin verecek” diyor. “Birçok atomu rastgele yerlere yerleştirmek ve en iyi olanları seçmek yerine, artık geleneksel katı hal bilgisayar çiplerindeki transistörlere benzer şekilde düzenli bir diziye yerleştirilecekler. “
David Jamieson ayrıca, bu konsept kullanılarak geliştirilebilecek büyük ölçekli kuantum cihazları arasında hızlı aşı geliştirme gibi kurcalamaya dayanıklı kriptografi ve bilgisayarlı ilaç tasarımından bahseder. “Günün sonunda bizim yöntemimizi kullanarak ve yarı iletken endüstrisinin mükemmelleştirdiği üretim tekniklerinden yararlanarak tek atomlu kuantum bitlerine dayalı büyük ölçekli makineler yapabileceğimize inanıyoruz.” diye açıklıyor.
Kaynak: ZDNet.com