„Defecte” la cipurile de siliciu ar putea găzdui qubiți, grăbind sosirea unui viitor internet cuantic

Cercetătorii din mecanica cuantică cred că au găsit o modalitate standard de a evalua viabilitatea memoriei cuantice în cipurile de siliciu – ceea ce înseamnă că componentele existente pot fi folosite ca material pentru un viitor internet cuantic.

Această descoperire vine în urma mai multor alte descoperiri din domeniul rețelelor cuantice, aducând o rețea funcțională care conectează calculatoare cuantice un pas mai aproape de realitate. Cea mai mare barieră este furnizarea unei structuri de încredere pentru transportul datelor cuantice dintr-o zonă în alta.

„Este încă un Vest Sălbatic acolo”, a spus cercetătorul principal Evelyn Huprofesor de fizică aplicată și inginerie electrică la Universitatea Harvard, într-o declarație. „Chiar dacă noile defecte candidate reprezintă o platformă promițătoare de memorie cuantică, adesea nu se știe aproape nimic despre motivul pentru care anumite rețete sunt folosite pentru a le crea și despre cum le puteți caracteriza rapid și interacțiunile lor, chiar și în ansambluri.”

Aceste noi defecte candidate se găsesc în cipurile de siliciu ca rezultat al procesului de fabricație. Hu și echipa ei și-au propus să descopere modalități de a măsura și controla performanța qubiților în defectele „centrul G” din cipurile de siliciu și cum funcționează centrele G atunci când interacționând cu câmpurile electrice.

Centrii G sunt defecte pe bază de carbon în siliciu, în timp ce centrele T sunt defecte pe bază de carbon și hidrogen. Ambele sunt folosite în telecomunicații pentru a facilita transmiterea benzilor O – o bandă de lungime de undă utilizată în lumina infraroșie pentru comunicațiile optice.

Legate de: Revoluție cuantică a internetului după „datele cuantice” transmise prin cablu de fibră optică standard pentru prima oară

Aplicarea centrelor G și a centrelor T în rețelele cuantice ajută la rezolvarea unei probleme comune în calculul cuantic: stabilizarea lungimilor de undă. Echipa lui Hu sa concentrat pe centrele G în scopul acestui studiu.

În timp ce centrele G sunt de obicei create doar cu atomi de carbon, cercetătorii au descoperit că adăugarea unui atom de hidrogen a permis fabricarea consecventă a defectului. Echipa a explorat, de asemenea, cum să controleze comportamentul centrelor G pentru a genera proprietățile dorite.

„Dacă vrem să facem vreodată o tehnologie din această lume largă de posibilități, trebuie să avem modalități de a le caracteriza mai bine, mai rapid și mai eficient”, a spus Hu.

Echipa a controlat cu succes emițătorul cuantic G-center folosind diode electrice care înconjoară defectul în centrul unei plăci de siliciu fără a sacrifica ieșirile de lungime de undă dorite.

Acest lucru a permis echipei să pornească și să dezactiveze defectele prin aplicarea unei tensiuni fie negative, fie pozitive. Ei au descoperit că câmpurile electrice locale au creat o lungime de undă mai stabilizată, ceea ce este esențial pentru implementarea cu succes a rețelelor cuantice a diferitelor sisteme.

În cele din urmă, echipa lui Hu a dezvoltat un sistem pentru a monitoriza, diagnostica și urmări defectele, oferindu-le date utile pentru a informa cercetările viitoare în crearea medii ideale pentru defecte. De asemenea, echipa speră să folosească aceleași tehnici pentru a înțelege mai bine defectele centrului T din siliciu.

Lisa D Sparks este jurnalist independent pentru Live Science și editor și profesionist în marketing cu experiență, cu experiență în jurnalism, marketing de conținut, dezvoltare strategică, management de proiect și automatizare a proceselor. Ea este specializată în inteligență artificială (AI), robotică și vehicule electrice (EV) și tehnologia bateriilor, în timp ce deține, de asemenea, expertiză în tendințe, inclusiv semiconductori și centre de date.