Дослідники з японського Інституту фізико-хімічних досліджень RIKEN розробляють технологію перетворення кремнієвих польових транзисторів (metal—oxide—semiconductor field—effect transistor, MOSFET) в квантові біти, кубіти, які можуть бути без особливих проблем інтегровані в структуру традиційних напівпровідникових чіпів.
Поява такої технології дозволить створювати масштабовані квантові пристрої, що, в свою чергу, зробить квантові комп’ютери ще на один крок ближчими до реальності.
Роботи по створенню “транзисторних кубітів” проводяться групою Кеіджі Оно (Keiji Ono) за участю фахівців компанії Toshiba Corporation і колег з США. Зараз ця група займається дослідженнями властивостей кубітів на базі штучних дефектів у структурі традиційних кремнієвих польових транзисторів.
“Більшість компаній, зокрема IBM і Google, розробляють свої квантові комп’ютери з надпровідними кубітами” – розповідає Кеіджі Оно, – “Ми, навпаки, розробляємо квантовий комп’ютер, заснований на традиційних кремнієвих технологіях. Перевагою такого підходу є те, що ми можемо використовувати всі наявні знання, досвід і обладнання”.
Під час експериментів дослідники охолодили польовий транзистор до температури 1.6 Кельвіна (-271.6 градусів Цельсію) і зайнялись вимірюванням його властивостей, впливаючи на транзистор магнітним полем і мікрохвильовим випромінюванням. В таких умовах транзистор не був здатним повністю відкриватись або закриватись, зате пара дефектів в його структурі сформувала дві близькі квантові точки, які діяли як кубіт, заснований на обертанні електронів в цих точках. При цьому, змінюючи параметри роботи транзистора можна керувати станом кубіта або зчитувати квантову інформацію, що міститься в ньому.
У своїх подальших дослідженнях вчені збираються поступово збільшувати температуру і знайти верхню точку, при якій всі квантові явища, що відбуваються всередині кубіта-транзистора, будуть продовжувати діяти. “Наші поточні дослідження вже були проведені при температурі, що на порядок перевищує розрахункову температуру” – розповідає Кеіджі Оно, – “І у нас є підозра, що ми зможемо отримати позитивні результати при більш високих температурах, що лежать в діапазоні від 10 до 100 Кельвінів, або, що цікавіше, навіть при кімнатній температурі”. Джерело