Разработан метод индивидуальной адресации близлежащих кубитов

В Университете Нового Южного Уэльса (Австралия) сделан еще один шаг на долгом пути к построению полномасштабного квантового компьютера: предложен способ различать квантовые биты, расположенные на кремниевом чипе всего в нескольких нанометрах один от другого.

Руководитель работы, представленной в журнале Nature Communications, профессор Мишель Симмонс (Michelle Simmons), отметила, что кубит, базирующийся на спине индивидуального электрона атома фосфора в кремниевом чипе, представляется одним из наиболее многообещающих в перспективе практического применения, если принимать во внимание обширный опыт использования кремния, накопленный в микроэлектронной индустрии.

Для того чтобы иметь возможность связывать электронные спины одноатомных кубитов, расстояние между последними не должно превышать нескольких нанометров. Это создает технологическую проблему сверхточного позиционирования атомов, а также операционную проблему: как управлять столь близко расположенными кубитами по отдельности.

Необходимое решение было найдено в сотрудничестве с теоретиками из Национальных лабораторий Сандиа в Нью-Мексико (США). Действительно, если спиновый кубит базируется на одиночном атоме фосфора, то попытка изменить один кубит приводит к одновременному переключению спинового состояния соседа. Но если каждый электрон принадлежит разному числу атомов фосфора, то соответствующие спиновые кубиты будут реагировать на разные интенсивности электромагнитного поля, что позволит воздействовать на них селективно.

Опытный образец для экспериментальной проверки предложенного метода ученые создали, нанеся слой водорода на кремниевую подложку и применив сканирующий туннельный микроскоп, для создания в сверхвысоком вакууме требуемого рисунка на этой поверхности. Затем образец был подвергнут действию паров гидрида фосфора и отжигу при температуре 360°. Закрепившиеся на поверхности атомы фосфора были покрыты еще одним слоем кремния. Последующая демонстрация показала способность полученной многодонорной системы сохранять спин электронов в течение достаточно продолжительного периода времени.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI