Un equipo dirigido por la
Universidad de Melbourne ha perfeccionado una técnica para incrustar átomos
individuales en una oblea de silicio uno por uno. Su tecnología ofrece el
potencial para construir dispositivos cuánticos a gran escala necesarios en
la producción de computadoras cuánticas.
Las computadoras cuánticas realizan cálculos usando los variados estados de los átomos individuales de la misma manera que las computadoras convencionales usan
bits, la unidad más básica de información digital. Pero mientras que un bit
tiene solo dos valores posibles (1 o 0, verdadero o falso), los pares de qubits
permiten crear
un número
exponencialmente creciente de estados entrelazados, constitu- yendo un poderoso
código inexistente en los sistemas tradicionales. Esta
densidad información exponencial da a los procesadores
cuánticos su ventaja computacional.
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| Crédito: David N. Jamieson y col. Advances Materials 2103235 |
Hasta ahora, implantar átomos en
silicio ha sido un proceso desordenado, en el cual un chip de silicio recibe una
lluvia de fósforo que se inserta en un patrón aleatorio, como gotas de lluvia
en una ventana. En el artículo Deterministic Shallow Dopant Implantation
in Silicon with Detection Confidence Upper-Bound to 99.85% by Ion–Solid
Interactions, publicado en la revista Advances Materials, los investigadores
explican como incrustaron iones de fósforo con precisión en un sustrato de
silicio creando un 'chip' de qubit. Esto permitirá diseñar las operaciones de
lógica cuántica entre grandes conjuntos de átomos individuales, logrando operaciones de alta precisión en todo el procesador. En lugar de implantar
muchos átomos en ubicaciones aleatorias y seleccionar lo que funcionan mejor,
ahora se colocarán en una matriz en forma ordenada. La técnica desarrollada aprovecha
la precisión del microscopio de fuerza atómica cuyo saliente afilado toca suavemente la superficie del chip con una precisión de
posicionamiento de solo 0,5 nanómetros, aproximadamente el
espacio entre los átomos del cristal de silicio.
Una aplicación impactante y
convincente de que la nanotecnología permite innovar manejando los átomos uno a
uno.
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