IBM -forskere demonstrerer ballistiske nanotrådforbindelser, en potentiel fremtidig nøglekomponent til kvanteberegning

IBM -forskere har nået en vigtig milepæl i retning af at skabe sofistikerede kvanteenheder, der kan blive en vigtig komponent i kvantecomputere. Som beskrevet i peer-review journal Nano bogstaver , forskerne har skudt en elektron gennem en III-V halvleder nanotråd integreret på silicium for første gang.

IBM -forskere kører flere horisonter inden for kvanteberegning, fra teknologien i det næste årti baseret på superledende qubits, mod nye kvanteenheder, der kunne skubbe skaleringsgrænsen for nutidens mikrobølgeteknologi ned til nanometerskalaen, og som ikke er afhængige af superledende komponenter, åbner en vej mod drift ved stuetemperatur.

Nu, IBM-forskere i Zürich har gjort et afgørende grundlæggende gennembrud i deres papir Ballistic endimensionale InAs nanotråd krydskrydsforbindelser. Ved hjælp af deres nyligt udviklede Template-Assisted-Selective-Epitaxy (TASE) teknik til at opbygge ballistiske tværgående kvantekommunikationsforbindelser, de var banebrydende for enheder, der sammenhængende kan forbinde flere funktionelle nanotråde til pålidelig overførsel af kvanteinformation på tværs af nanotrådnetværk. Nanotråden fungerer som en perfekt guide til elektronerne, sådan, at elektronens fulde kvanteinformation (energi, momentum, spin) kan overføres uden tab.

Ved at løse nogle store tekniske forhindringer for at kontrollere størrelsen, form, position og kvalitet af III-V halvledere integreret på Si, ballistisk endimensionel kvantetransport er blevet påvist. Mens eksperimenterne stadig er på et meget grundlæggende niveau, sådanne nanotrådsenheder kan bane vejen mod fejltolerante, skalerbar elektronisk kvanteberegning i fremtiden.

Papirets hovedforfatter, IBM -videnskabsmand Dr.Johannes Gooth, bemærkede, at milepælen har konsekvenser for udviklingen af ​​quantum computing. Ved at muliggøre fuldstændigt ballistiske forbindelser, hvor partikler flyver på nanoskalaen, kvantesystemet tilbyder eksponentielt større beregningsrum.

Tidligere i år, IBM lancerede et industri-første initiativ til at bygge kommercielt tilgængelige universelle kvante-computingsystemer. De planlagte "IBM Q" -kvantesystemer og -tjenester vil blive leveret via IBM Cloud -platformen og vil levere løsninger på vigtige problemer, hvor mønstre ikke kan ses af klassiske computere, fordi dataene ikke findes, og de nødvendige muligheder for at undersøge for at komme til svar er for enorme til nogensinde at blive behandlet af klassiske systemer.