Исследователи из Мельбурнского и Манчестерского университетов разработали новаторскую технологию производства сверхчистого кремния. Эта разработка открывает путь к созданию масштабируемых квантовых компьютеров, способных решать задачи, недоступные для современных суперкомпьютеров, говорится в статье в журнале Nature.
Традиционные кремниевые процессоры, лежащие в основе современной электроники, не подходят для квантовых вычислений из-за примесей в материале. Для создания квантовых устройств обычно используются алмазы с дефектами или ионы, охлажденные до сверхнизких температур. Эти методы плохо совмещаются с существующими технологиями производства и требуют особых условий эксплуатации.
Новый метод, разработанный учеными, позволяет очистить кремний от примесей до уровня 0,0002%, что в 22 500 раз чище, чем используемый в настоящее время кремний. Этого удалось достичь с помощью ионной имплантации, когда пучок атомов чистого кремния-28 бомбардирует образец природного материала, вытесняя примеси.
Сверхчистый кремний является идеальным кандидатом для создания квантовых чипов, обеспечивая необходимую когерентность, при которой квантовые биты (кубиты) сохраняют свое состояние достаточно долго для выполнения вычислений.
Использование ионной имплантации, широко применяемой в производстве полупроводников, делает новый метод легко внедряемым на существующих предприятиях. Это позволит быстро и недорого создавать квантовые компьютеры с множеством кубитов, которые будут работать стабильнее и с меньшим количеством ошибок.
«Надежный компьютер всего с 30 кубитами превзойдет мощность современных суперкомпьютеров для некоторых приложений», отмечает соавтор исследования профессор Дэвид Джеймисон из Мельбурнского университета.
