Desigur, siliciul ultra-pur este folosit pentru a produce procesoare. Cu toate acestea, acestea nu vor fi procesoare pentru desktop sau smartphone.

Siliciu pur pentru qubiți de încredere

Siliciul din care sunt fabricate procesoarele de astăzi este foarte pur, dar nu este perfect. Să spunem că este suficient pentru ceea ce este folosit. Cu toate acestea, a fost posibil să se dezvolte o substanță mai pură, compusă din atomi ai unui singur izotop al acestui element. Oamenii de știință speră Va fi util în construirea qubiților – unitățile de bază ale unui computer cuantic.

Merită să introduceți aici ideea unui computer cuantic. Cele pe care le folosim zilnic folosesc două stări de biți pentru a efectua operații aritmetice – zerouri și unu. Toate operațiunile sunt efectuate pe el. Qubiții folosesc comportamentul particulelor elementare pentru a fi într-o suprapunere a două stări în același timp. În timpul calculelor, ambele pot fi zero și unu. Specialiștii dezvoltă deja algoritmi pentru aceste computere și speră că vor putea folosi o putere de calcul inimaginabilă în prezent.

Cu toate acestea, acest lucru ar necesita construirea unui computer cuantic care să conțină aproximativ un milion de qubiți stabili. Până acum au fost construite aproximativ o mie dintre ele. Qubiții nu numai că scapă de mecanica clasică; Foarte susceptibil la perturbări. Doar o mică schimbare a temperaturii este suficientă pentru a trimite calculele în iad. Qubiții fabricați din metale supraconductoare, cum ar fi tantalul sau niobiul, trebuie răciți la zero aproape absolut și trebuie utilizate module alternative, făcând mașinile cuantice complet ineficiente.

În mai 2024, oamenii de știință au propus utilizarea unui material diferit: binecunoscutul siliciu, care este un semiconductor. Există materiale precum siliciul (germaniu și galiu). Relativ ieftin, menține consistența mai mult timp și nu necesită o refrigerare atât de extinsă. Este posibil să nu fie nevoie să le îngropați sub pământ pentru a evita tulburările. in timp ce Vă permite să construiți qubiți foarte miciDeci, cipurile cuantice în sine ar putea fi mai mici decât cipurile metalice.

Trebuie doar să obțineți puritatea corespunzătoare a materialului, astfel încât amestecurile accidentale să nu provoace perturbări. Oamenii de știință cred că tocmai au reușit. Au construit unul în Manchester Siliciu – 28 qubiți. Nu numai impuritățile sunt îndepărtate, ci și… Ceilalți doi izotopi ai siliciului găsiți în natură: siliciul 29 și siliciul 30.

În teorie, un cip cuantic ar putea fi construit folosind aceleași metode pe care le folosim pentru a produce microprocesoare convenționale astăzi. Dar va funcționa? În primul rând, trebuie să încercați să mențineți coerența în mulți qubiți vecini.

Puteți citi mai multe despre experiment într-un articol publicat în revista Nature.

Sursa imagine: aslysun/Shutterstock, Nature Communications Materials

Sursa text: Nature Communications Materials