Computer quantistici : costruirli in modo economico
I computer quantistici potrebbero essere costruiti in modo economico, affidabile e su larga scala utilizzando una nuova tecnica che incorpora singoli atomi in wafer di silicio, uno per uno, in un modo non dissimile da alcuni metodi utilizzati per realizzare dispositivi convenzionali.
La nuova tecnica, sviluppata da un team internazionale che include, tra gli altri, David Jamieson e Alexander M. Jakob, entrambi dell'Università di Melbourne in Australia, può creare modelli su larga scala di singoli atomi, permettendo loro di essere controllati in modo che i loro stati quantici possano essere manipolati, accoppiati e letti.
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La tecnica sfrutta la precisione del microscopio a forza atomica, che ha una punta affilata in grado di "toccare" la superficie di un chip con una precisione di posizionamento di appena mezzo nanometro, circa la stessa della separazione tra gli atomi in un cristallo di silicio.
Il team ha trapanato la punta affilata, aprendo un piccolo foro in essa. Con questa modifica, quando viene applicata una pioggia di atomi di fosforo, uno di essi cade attraverso il foro e si incastra nel substrato di silicio.
La chiave è sapere esattamente quando un atomo - e non più di uno - si è incastrato nel substrato. La punta può quindi essere spostata nella posizione successiva e l'operazione ripetuta.
Fino ad ora, l'impianto di atomi nel silicio è stato un processo casuale, con un chip di silicio che viene inondato di atomi di fosforo che si incorporano nel substrato in un modello casuale, come le gocce di pioggia che colpiscono il vetro di una finestra.
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Jamieson e colleghi riportano i dettagli tecnici della loro innovazione nella rivista accademica Advanced Materials, intitolata "Deterministic Shallow Dopant Implantation in Silicon with Detection Confidence Upper-Bound to 99.85% by Ion-Solid Interactions".