UCL erzielt Durchbruch im Quantencomputing: Atomplatzierung mit nahezu perfekter Genauigkeit

Ingenieure und Physiker am UCL haben einen bedeutenden Durchbruch in der Herstellung von Quantencomputern erzielt und einen neuen Prozess mit einer nahezu Null-Fehlerrate und starkem Skalierungspotenzial demonstriert. Die in *Advanced Materials* veröffentlichte Forschung beschreibt die erste zuverlässige Methode zur präzisen Anordnung einzelner Atome in einem Gitter, eine Leistung, die nach 25 Jahren Entwicklung erzielt wurde. Die Technik verwendet Arsenatome in einem Siliziumkristall und positioniert sie mit nahezu perfekter Genauigkeit mithilfe eines speziellen Mikroskops. Dies ermöglicht die Erzeugung von Quantenbits oder Qubits mit von Natur aus niedrigen Fehlerraten. Forscher erstellten ein 2x2-Array aus einzelnen Arsenatomen, die bereit sind, Qubits zu werden. Dr. Taylor Stock, Hauptautor der Studie von UCL Electronic & Electrical Engineering, bemerkte: „Die derzeit in der Entwicklung befindlichen hochentwickelten Quantencomputersysteme befassen sich immer noch mit den doppelten Herausforderungen der Reduzierung von Qubit-Fehlerraten und der Erhöhung der Qubit-Anzahl. Eine zuverlässige, atomgenaue Fertigung könnte den Bau eines skalierbaren siliziumbasierten Quantencomputers ermöglichen.“ Professor Neil Curson, Seniorautor der Studie von UCL Electronic & Electrical Engineering, sagte: „Die Fähigkeit, Atome mit nahezu perfekter Präzision in Silizium zu platzieren und auf eine Weise, die wir skalieren können, ist ein großer Meilenstein für das Gebiet des Quantencomputings, das erste Mal, dass wir einen Weg demonstriert haben, die erforderliche Genauigkeit und Skalierung zu erreichen.“ Obwohl die aktuelle Methode eine manuelle Atomplatzierung erfordert, die mehrere Minuten pro Atom dauert, glauben die Autoren, dass die Silizium-Halbleiterindustrie zur Automatisierung und Industrialisierung des Prozesses beitragen kann. Dieser Fortschritt stellt einen entscheidenden Schritt zum Bau praktischer Quantencomputer dar, die in der Lage sind, komplexe Probleme zu lösen, die über die Möglichkeiten herkömmlicher Computer hinausgehen, indem sie quantenmechanische Prinzipien wie Superposition und Verschränkung nutzen. Der Ansatz dürfte weitgehend mit der aktuellen Halbleiterverarbeitung kompatibel sein.