Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Физики научились "рисовать" квантовые транзисторы при помощи света

© Фото : Peter AllenТак художник представил себе лучи ультрафиолета, "рисующие" транзисторы
Так художник представил себе лучи ультрафиолета, рисующие транзисторы
Читать ria.ru в
Американские ученые случайным образом нашли крайне простой способ "рисовать" квантовые транзисторы и прочие элементы квантовых компьютеров на поверхности так называемых топологических изоляторов при помощи обычных ламп дневного света.

МОСКВА, 10 окт – РИА Новости. Американские ученые случайным образом нашли крайне простой способ "рисовать" квантовые транзисторы и прочие элементы квантовых компьютеров на поверхности так называемых топологических изоляторов при помощи обычных ламп дневного света, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Если быть честным, то мы пытались изучить совершенно иной феномен. У нас постоянно появлялись некие помехи при замерах, которые, как мы выяснили через некоторое время, порождались одной из флуоресцентных ламп, имевшихся в лаборатории. Сначала мы были рады, что избавились от помех, а потом мы внезапно осознали, что наши лампы делали то, чего наши коллеги безуспешно пытались добиться долгое время", — заявил Эндрю Йейтс (Andrew Yeats) из университета Чикаго (США).

Йейтс и его коллеги экспериментировали с так называемыми топологическими изоляторами – относительно новым классом материалов, которые проводят электрический ток только на поверхности, а внутри остаются диэлектриками-изоляторами. Подобные вещества привлекают физиков тем, что электроны в этом поверхностном слое ведут себя чрезвычайно стабильно, что позволяет использовать их в качестве сверхнадежного "хранилища" информации в квантовых компьютерах.

Проблема заключается в том, что все попытки "скрестить" топологические изоляторы и традиционные полупроводниковые технологии, применяемые в IT, завершились неудачно – ученым не удавалось создать транзисторы и прочие "кирпичики" компьютера на базе пленок из таких веществ, не разрушая их квантовых свойств.

Группе Йейтса, благодаря счастливой случайности, удалось понять, как можно превратить подобный изолятор в транзистор, не прикасаясь к нему к нему руками или инструментами, буквальным образом "рисуя" его при помощи луча света.

Так художник представил себе квантовый компьютерЭндрю Дзурк и Менно Вельдхорст в лабораторииСхема устройства кремниевого квантового вычислительного модуля
Физики создали первый кремниевый модуль квантового процессораАвстралийские физики сделали большой шаг к созданию универсального квантового компьютера – они создали первый полноценный вычислительный модуль из двух кремниевых кубитов, способный выполнять квантовый аналог логической операции "ИЛИ"

Как показали "опыты" с лампой дневного света, электроны в молекулах титаната стронция, составляющего основу топологического изолятора, с которым экспериментировали авторы статьи, реагируют на ультрафиолетовое излучение с определенной длиной волны, которое вырабатывали эти флуоресцентные светильники.

Это позволяет очень точно и гибко "настраивать" энергию, которой обладают электроны, и менять их свойства таким образом, что на поверхности топологического изолятора будут возникать так называемые p-n переходы – зоны с разной проводимостью, составляющие основу всех современных транзисторов.

Подобные транзисторы, как объясняют Йейтс и его коллеги, продолжают существовать на топологическом изоляторе даже после выключения лампы, что позволяет использовать их в практических целях. Вдобавок к этому, все "рисунки" на поверхности пленки можно легко удалить, осветив ее красным светом. Как надеются ученые, столь большая гибкость и удобство для экспериментов ускорят разработку квантовых компьютеров на базе таких пленок и транзисторов.

 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала