Ученые IBM создали "баллистические" нанопроводники, которые могут стать компонентами квантовых компьютеров - «Наука и технологии»

Ученые исследовательского подразделения в Цюрихе компании IBM сделали важный шаг на пути к созданию квантового компьютера. Они первыми в истории продемонстрировали технологию "стрельбы" электронами через нанопроводники, изготовленные из полупроводникового материала III-V группы, которые располагались на поверхности кремниевого чипа. Данные исследования проводились в рамках более масштабной программы, нацеленной на поиски и разработки квантовых технологий, способных работать при нормальной температуре окружающей среды.

Упомянутые выше нанопроводники из арсенида индия можно условно назвать двухмерными из-за их очень малой толщины. Для их изготовления использовалась новая оригинальная технология TASE (Template-Assisted-Selective-Epitaxy), которая может быть использована для создания сложных сетей нанопроводников, по которым будет передаваться квантовая информация. "Баллистические" нанопроводники являются идеальной средой для транспортировки электронов, которые во время движения сохраняют неизменными свои квантовые свойства, такие, как энергия, импульс и спин.

Одной из главных проблем, с которыми пришлось столкнуться исследователям IBM, стало не изготовление нанопроводников, а получение качественного полупроводникового материала, в котором не должно было содержаться никаких примесей и дефектов.

И в заключение следует отметить, что электронные связи при помощи баллистических нанопроводников не будут использоваться в самом скором времени для построения квантовых вычислительных систем. Данное направление исследований находится еще на самой ранней стадии и сами исследователи еще не знают, с какими эффектами им придется столкнуться в ближайшем будущем.

Тем не менее, существует вероятность того, что новая технология через несколько лет уже сможет быть использована в квантовых вычислительных системах серии IBM Q, которые доступны сейчас через облачный сервис IBM Cloud. И, вполне вероятно, что к тому моменту новые квантовые технологии уже позволят отказаться от использования сверхпроводящих кубитов, требующих охлаждения до сверхнизких температур.