Foi encontrada uma maneira simples de obter silício ultrapuro – este é o caminho para computadores quânticos de nova geração

Os cientistas desenvolveram um método para produzir silício ultrapuro, que é usado para produzir chips. Usando equipamento padrão, eles conseguiram uma redução na proporção de impurezas de silício-29 nos chips para 0,0002%. Este método permitirá a criação de computadores quânticos mais poderosos com um maior número de qubits, relata o New Atlas.

Fonte da imagem: Kandinskiy

O silício é merecidamente considerado um dos principais materiais subjacentes aos modernos dispositivos eletrônicos e tecnologias de informática. Sua importância é tão grande que o famoso Vale do Silício, na Califórnia, berço de muitos gigantes da TI, até leva seu nome. No entanto, o silício também tem certas desvantagens que limitam a sua utilização em áreas promissoras como a computação quântica.

Pesquisadores das Universidades de Melbourne e Manchester desenvolveram um método para produzir silício ultrapuro usando equipamento padrão – um implantador de íons. Usando esta configuração, que é amplamente utilizada na indústria de semicondutores, um chip de computador foi “disparado com um feixe” de silício-28, no processo as impurezas de silício-29 foram substituídas pelo mais desejável silício-28 e, como resultado , a concentração de silício-29 no chip foi reduzida de 4,5% para 0,0002%.

Por que a pureza do silício é importante para computadores quânticos? O fato é que o funcionamento dos computadores quânticos é baseado em qubits – bits quânticos que utilizam os princípios da mecânica quântica. Eles são extremamente sensíveis a quaisquer influências externas e devem estar em estado de coerência quântica.

No entanto, o silício natural contém aproximadamente 4,5% do isótopo silício-29, que possui um nêutron adicional. Esses nêutrons agem como ímãs microscópicos, perturbando a coerência dos qubits e causando erros na computação quântica. Assim, o uso de silício natural limita significativamente as capacidades dos computadores quânticos, e seu pleno funcionamento requer um silício muito mais puro com um conteúdo mínimo do isótopo silício-29.

O silício de alta pureza poderia expandir enormemente as capacidades dos computadores quânticos, uma vez que quanto mais qubits um chip quântico contiver, mais poderoso ele será. Nesse caso, o silício ultrapuro obtido pelos cientistas ajudará a estabilizar a operação desses sistemas multiqubit. No futuro, está planejado testar as estruturas de silício ultrapuro desenvolvidas em dispositivos quânticos reais. E resultados bem-sucedidos poderão levar ao surgimento de uma nova geração de computadores quânticos.