Uuden piirirakenteen valmistuksen pitäisi olla helposti saavutettavissa nykypäivän tekniikan avulla, uskoo tutkijaryhmän vetäjä Andrea Morello. Suunnitelma mahdollistaa esimerkiksi piirakenteisen kvanttiprosessorin, jota voidaan laajentaa ilman tarkkoja atomien sijoituksia, joita muut lähestymistavat edellyttävät.
Tutkijakollega ja raportin ensimmäinen kirjoittaja Guilherme Tosi kehitti konseptin yhdessä Morellon ja muiden CQC2T:n ja Purduen yliopiston tutkijoiden kanssa.
Tutkijoiden kehittämä ’spinien kubitti’ käyttää sekä elektronia että atomin ydintä. Pointti on, että tätä kubittia voidaan ohjata sähköisten signaalien avulla magneettisten sijaan.
Sähköiset signaalit ovat huomattavasti helpommin jaeltavissa ja paikallistettavissa elektronisen sirun sisällä. Uusi ratkaisu mahdollistaa myös suurten kubittiryhmien toteutuksen. Jos kubitit ovat liian lähellä tai liian kaukana toisistaan niin lomittumista ei tapahdu.
Kun tavoitteena on tehdä tuhansien tai miljoonien kubittien järjestelmä myös kaikki ohjauslinjat, ohjauselektroniikka ja lukupiirit on valmistettava nanometrien mitoissa.
”Meidän uutta piipohjaista lähestymistapa on helpompaa valmistaa kuin atomitason rakenteet, mutta voimme silti sijoittaa miljoona kubittia neliömillimetrille”, toteaa ryhmää vetävä Morello.
Ryhmän piitekniikkaa hyödyntävä ratkaisu toimii absoluuttisen nollan lähellä olevassa lämpötilassa ja erittäin vahvassa magneettikentässä. Sen ytimessä on fosforiatomi, jonka elektronia ja ydintä hyödyntäen UNSW:n tutkijat ovat saavuttaneet hyvän koherenssin kestoajan.
Konseptin läpimurto on luoda näistä kokonaan uuden tyyppiset kubitit. Kubitin ”0” tila määritellään kun elektronin spin on alas ja ytimen spin on ylöspäin, kun taas ”1” tilassa elektronin spin on ylöspäin ja ytimen spin on alas. Tutkijat kutsuvat sitä flip-flopiksi.
Kyseessä on tosin vielä vasta , ehdotus – kubittia ei ole vielä rakennettu”, toteaa Morello.
LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI), yliopiston tiedote (LINKKI) ja videoesitys tekniikasta (LINKKI, Youtube)
Kuva: UNSW/Guilherme Tosi
Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue tästä ilmaiseksi!