Превращение кремниевых транзисторов в кубиты позволит создать квантовые компьютеры с миллиардами кубитов

Структура полевого транзистора

Исследователи из японского Института физико-химических исследований RIKEN разрабатывают технологию превращения кремниевых полевых транзисторов (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET) в квантовые биты, кубиты, которые могут быть без особых проблем интегрированы в структуру традиционных полупроводниковых чипов. Появление такой технологии позволит создавать масштабируемые квантовые устройства, что, в свою очередь, сделает квантовые компьютеры еще на один шаг ближе к реальности.

Работы по созданию «транзисторных кубитов» проводятся группой Кеиджи Оно (Keiji Ono) при участии специалистов компании Toshiba Corporation и коллег из США. Сейчас эта группа занимается исследованиями свойств кубитов на базе искусственных дефектов в структуре традиционных кремниевых полевых транзисторов.

«Большинство компаний, в частности IBM и Google, разрабатывают свои квантовые компьютеры со сверхпроводящими кубитами» — рассказывает Кеиджи Оно, — «Мы, напротив, разрабатываем квантовый компьютер, основанный на традиционных кремниевых технологиях. Преимуществом такого подхода является то, что мы можем использовать все имеющиеся знания, опыт и оборудование».

Транзисторы-кубиты

Во время экспериментов исследователи охладили полевой транзистор до температуры в 1.6 Кельвина (-271.6 градуса Цельсия) и занялись измерением его свойств, воздействуя на транзистор магнитным полем и микроволновым излучением. В таких условиях транзистор не оказался способным полностью открываться или закрываться, зато пара дефектов в его структуре сформировала две близкие квантовые точки, которые действовали как кубит, основанный на вращении электронов в этих точках. При этом, изменяя параметры работы транзистора можно управлять состоянием кубита или считывать содержащуюся в нем квантовую информацию.

В своих дальнейших исследованиях ученые собираются постепенно увеличивать температуру и найти самую верхнюю точку, при которой все квантовые явления, происходящие внутри кубита-транзистора, будут продолжать действовать. «Наши текущие исследования уже были проведены при температуре, на порядок превышающей расчетную температуру» — рассказывает Кеиджи Оно, — «И у нас имеется подозрение, что мы сможем получить положительные результаты при более высоких температурах, лежащих в диапазоне от 10 до 100 Кельвинов, или, что более интересно, даже при комнатной температуре».

Ключевые слова:
Полевой, Транзистор, Кремний, Дефект, Температура, Квантовая, Точка, Кубит, Электрон, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Ученые создали первый в своем роде «атомарный» радиопередатчик и радиоприемник
Ученые из Национального института стандартов и технологий создали то, что можно назвать "атомарным" радиотрансивером, приемником и передатчиком одновременно, и при помощи этого устройства в ...
Создан первый в своем роде спинтронный микроконтроллер, потребляющий 50 микроВатт при работе на частоте 200 МГц
Исследователи из университета Тохоку, Япония, объявили о создании первого в своем роде спинтронного микроконтроллера, который демонстрирует нам чудеса энергетической эффективности. В основе этого микроконтроллера ...
Новый чип, комбинирующий память и вычисления, ускорит развитие систем искусственного интеллекта
Исследователи из Принстонского университета разработали и изготовили опытные образцы чипов, на кристаллах которых реализована комбинация функций хранения данных и, одновременно, вычислений с использованием этих ...
Создан первый в мире полностью кремниевый оптический передатчик, обеспечивающий скорость в 100 гигабит в секунду
Группа исследователей из центра ORC (Optoelectronics Research Centre) Саутгемптонского университета, Великобритания, разработали и продемонстрировали первый в своем роде оптический передатчик, полностью изготовленный из кремния, ...
На свет появился первый в своем роде лазерный радиопередатчик
Группе исследователей из Гарвардского университета удалось передать в эфир аудиозапись одного из музыкальных произведений при помощи радиопередатчика, ключевым компонентом которого стал полупроводниковый лазер. Этот ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика