UCL osiąga przełom w informatyce kwantowej: Umieszczanie atomów z niemal idealną dokładnością

Inżynierowie i fizycy z UCL dokonali znaczącego przełomu w produkcji komputerów kwantowych, demonstrując nowy proces z niemal zerowym współczynnikiem awaryjności i dużym potencjałem skalowalności. Badanie, opublikowane w *Advanced Materials*, szczegółowo opisuje pierwszą niezawodną metodę precyzyjnego rozmieszczania pojedynczych atomów w siatce, co udało się zrealizować po 25 latach rozwoju. Technika wykorzystuje atomy arsenu w krysztale krzemu, umieszczając je z niemal idealną dokładnością za pomocą specjalistycznego mikroskopu. Pozwala to na tworzenie bitów kwantowych, czyli kubitów, z natury niskimi wskaźnikami błędów. Naukowcy stworzyli macierz 2x2 pojedynczych atomów arsenu, gotowych do przekształcenia się w kubity. Dr Taylor Stock, główny autor badania z UCL Electronic & Electrical Engineering, zauważył: „Najbardziej zaawansowane systemy obliczeń kwantowych, które są obecnie w fazie rozwoju, nadal borykają się z podwójnym wyzwaniem, jakim jest ograniczanie wskaźników błędów kubitów i zwiększanie liczby kubitów. Niezawodna, atomowo precyzyjna produkcja mogłaby ułatwić budowę skalowalnego komputera kwantowego opartego na krzemie.” Profesor Neil Curson, starszy autor badania z UCL Electronic & Electrical Engineering, powiedział: „Możliwość umieszczania atomów w krzemie z niemal idealną precyzją i w sposób, który możemy skalować, jest ogromnym kamieniem milowym dla dziedziny informatyki kwantowej, po raz pierwszy zademonstrowaliśmy sposób osiągnięcia wymaganej dokładności i skali.” Chociaż obecna metoda wymaga ręcznego umieszczania atomów, co zajmuje kilka minut na atom, autorzy uważają, że przemysł półprzewodników krzemowych może przyczynić się do automatyzacji i industrializacji tego procesu. Ten postęp stanowi kluczowy krok w kierunku budowy praktycznych komputerów kwantowych zdolnych do rozwiązywania złożonych problemów niedostępnych dla tradycyjnych komputerów, poprzez wykorzystanie zasad mechaniki kwantowej, takich jak superpozycja i splątanie. Oczekuje się, że podejście to będzie wysoce kompatybilne z obecnym przetwarzaniem półprzewodników.