Использование спина электрона в кремнии - путь к созданию квантовых чипов

Исследователи из Университета Саутгемптона в сотрудничестве с Кембриджским университетом, Исследовательскими лабораториями NTT и Кембриджской лабораторией Hitachi разрабатывают наномасштабную систему на основе кремния, цель которой использовать спин электронов для увеличения вычислительной мощности будущих компьютерных систем.

Трехлетний проект, который получил финансирование 1 млн фунтов стерлингов, преследует цель построить первую в мире интегральную систему с квантовым битом, использующим одиночный спин.

Согласно проф. Хироши Мидзута (Hiroshi Mizuta), главе исследовательской группы при Школе электроники и информатики, новая система позволит исследователям, работающим с кремнием, инициализировать, манипулировать и читать состояния спина одного электрона. Преимущество использования спина, а не заряда состоит в том, что спин может сохранять когерентность, которую трудно нарушить помехами.

Подход также позволит разработать новые наноспинтронные устройства, которые смогут использовать спин индивидуальных электронов, чтобы передавать, сохранять и обрабатывать данные. В принципе такие устройства могут существенно повысить плотность элементов и производительность чипов при одновременном снижении энергопотребления на одну операцию. Кроме повышения вычислительной мощности традиционных компьютеров, они могут применяться и в квантовых компьютерах.

«Этот проект сдвигает парадигму в информационных технологиях и связи. Это не просто расширение кремниевой технологии – мы ввели полностью новый принцип, базированный на квантовой механике, который сделает ее доступной для индустрии, чтобы продолжить использовать кремний в более миниатюрных устройствах», - сказал проф. Мидзута.