Superčisté kremíkové čipy sprístupnia počítače novej generácie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 16. 5. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Kremík je taký dôležitý pre elektroniku a výpočtovú techniku, že sa stal synonymom technológie. Dokonca po ňom dostalo pomenovanie aj známe údolie v USA. No stále má svoje chyby. Teraz vedci vytvorili spôsob, ako vyrobiť superčisté kremíkové čipy, ktoré by mohli pripraviť cestu pre stabilnejšie kvantové počítače.
Kremík ako materiál je pre elektroniku obľúbený z niekoľkých dôvodov. Po prvé, je to polovodič, čo znamená, že môže viesť elektrinu na rôznych úrovniach za rôznych podmienok. Ešte lepšie je, že ako druhý najrozšírenejší prvok v zemskej kôre nie je ťažké ho získať.
To fungovalo dobre po celé desaťročia a podporovalo to neuveriteľný rozmach počítačov, no pre pokročilejšie systémy sa čistota kremíka stáva limitujúcim faktorom. Kvantové počítače môžu preniknúť do sféry kvantovej fyziky a robiť veci, ktoré bežné počítače nedokážu. No kvantové bity (qubity), ktoré spracovávajú a ukladajú informácie, môžu stratiť svoju „koherenciu“ pri najmenšom rušení, napríklad pri nepatrnom kolísaní teploty alebo kremíkovej nečistoty.
„Problém je v tom, že zatiaľ čo prirodzene sa vyskytujúci kremík je väčšinou požadovaný izotop kremíka-28, je tu tiež asi 4,5% kremíka-29,“ povedal profesor David Jamieson, spoluvedúci projektu. „Kremík-29 má v jadre každého atómu ďalší neutrón, ktorý pôsobí ako malý nečestný magnet, ničí kvantovú koherenciu a vytvára výpočtové chyby.“
Takže v novej štúdii výskumníci z Melbournskej univerzity a Manchesterskej univerzity vyvinuli spôsob výroby kremíka, ktorý je oveľa čistejší. Tím použil stroj nazývaný ako iónový implantátor na vypálenie lúča kremíka-28 na počítačový čip, ktorý postupne nahrádza nečistoty kremíka-29 v čipe žiadanejším kremíkom-28. Konečným výsledkom bolo, že obsah kremíka-29 sa znížil zo 4,5 % na len 0,0002 %, čiže dve častice na milión.
„Skvelou správou je, že na vyčistenie kremíka na túto úroveň teraz môžeme použiť štandardný stroj, iónový implantátor, ktorý by ste našli v akomkoľvek laboratóriu na výrobu polovodičov, vyladený na špecifickú konfiguráciu, ktorú sme navrhli,“ povedal profesor Jamieson.
Čím viac qubitov má kvantový počítač, tým výkonnejší môže byť, no zároveň je náchylnejší na chyby. Tieto nové, superčisté kremíkové čipy by mali pomôcť kvantovým počítačom s mnohými qubitmi zostať stabilné dlhšie. Vedci hovoria, že ďalším krokom je otestovať to. Ich výskum bol pritom nedávno publikovaný v magazíne Nature Communications Materials.
