nanorurki

Procesory kwantowe oparte na grafenie pozwolą wykorzystać miliony kubitów

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) stworzyli kwantowy czip wykorzystujący grafen jako materiał do wytworzenia kubitu. Co ważne, po raz pierwszy udało się utrzymać stworzone w ten sposób kubity w stanie tzw. koherencji fal przez 55 nanosekund, co pozwoli na dłuższą i bardziej precyzyjną pracę procesorów kwantowych.

Podzespoły wykonane na bazie grafenu uwięzionego pomiędzy heksagonalnym azotkiem boru pozwalają wykorzystać napięcie do tunelowania elektronów. Dotychczas stosowano w tym celu elektrycznie wytwarzane pole magnetyczne. To z kolei wymaga dużo więcej energii i powoduje błędy w obliczeniach. Wynika z tego, że można w ten sposób w jednym czipie zmieścić miliony kubitów. Dla porównania, do tej pory pojedyncze czipy były w stanie pomieścić jedynie około tysiąca kubitów. Naukowcy wykorzystali zmodyfikowane złącze Josephsona wykorzystujące tunelowanie elektronów. Zamiast stosowanego do tej pory izolatora w tym wypadku wykorzystano płytkę grafenu o grubości atomu. Grafen został umieszczony pomiędzy dwoma warstwami heksagonalnego azotku boru.

W chipach kwantowych grafen [zaznaczony na grafice na czerwono] umieszcza się pomiędzy warstwami heksagonalnego azotku boru (graf. Radha Boya)
Warto dodać, że wspomniany heksagonalny azotek boru należy do klasy dwuwymiarowych materiałów van der Waalsa, które mają ciekawe właściwości. Mianowicie takie struktury można w łatwy sposób układać jedne na drugich. Może to się przyczynić do miniaturyzacji podzespołów stosowanych w komputerach kwantowych. Ta technika była już stosowana do tworzenia kwantowych obwodów, ale pierwszy raz udało się zachować tymczasową spójność fal (koherencję), która jest niezbędna do przeprowadzania bardziej skomplikowanych obliczeń.

Grafen jest jednym z materiałów, który może zostać wykorzystany do produkcji podzespołów komputerów kwantowych. Oczywiście, obecnie większość konstrukcji tego typu jest eksperymentalna, jednak w ostatnich miesiącach naukowcy z różnych instytutów dokonują kolejnych odkryć pozwalających z nadzieją patrzeć w przyszłość. Innym kandydatem na materiał do produkcji podzespołów komputerów kwantowych jest iterb, o którym pisaliśmy w CHIP-ie w grudniu. | CHIP

Close

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.