Ученые впервые реализовали технологии квантовых вычислений при помощи обычных КМОП-транзисторов - «Наука и технологии»

В настоящее время бытует мнение о том, что квантовые компьютеры будут совершенно отличны от всей привычной нам вычислительной техники. Однако, результаты работы международной группы ученых указывают на совершенно обратное, им удалось создать фундаментальную часть любой квантовой вычислительной системы, квантовый бит или кубит, на базе достаточно традиционного кремниевго КМОП-транзистора, который во всех чертах не сильно отличается от транзисторов современных микропроцессоров.

Пытаясь поддержать темпы развития микропроцессорной техники, определенные известным законом Гордона Мура, исследователи пытаются насколько это возможно сокращать размеры транзисторов. Но все подобные усилия уже давно сводятся на нет квантовыми эффектами, в частности эффектом квантового туннелирования, возникающими в крошечных электронных устройствах, которые препятствуют их нормальному функционированию. Однако, то, что является "камнем преткновения" для разработчиков традиционной электроники, является благом для разработчиков квантовых систем.

Группа ученых, возглавляемая учеными из Кембриджской лаборатории компании Hitachi, в состав которой также входили и ученые из Японии, Франции и Украины, работающие в рамках европейского проекта TOLOP (TOwards LOw Power information and communication technologies), показала, что транзисторы, изготовленные по стандартной КМОП-технологии (CMOS), могут быть настолько маленькими, что они становятся способными работать в качестве кубитов. Т.е. они могут принимать одно из двух квантовых состояний или находиться в третьем состоянии - в состоянии квантовой суперпозиции.

Подходы, разработанные учеными, позволяют управлять, записывать и считывать квантовое состояние КМОП-кубита через затвор полевого транзистора. И это может существенно упростить все процессы, которые обеспечивают работу других кубитов, изготовленных из кремния.

Для того, чтобы получить КМОП-кубит, ученые создали полевые транзисторы, затвор которых окружает канал с трех сторон, формируя вокруг канала два прямых угла. Сам канал представляет собой удлиненный прямоугольный нанопроводник, уложенный горизонтально на кремниевое основание, а в центральной части этого нанопроводника как раз и расположена структура затвора, управляющего электрода транзистора.