Дослідники UNSW з Центру передових технологій квантових обчислень і комунікацій (CQC2T) вперше показали, що вони можуть створювати кубіти атомної точності в тривимірному пристрої - ще один важливий крок до універсального квантового комп'ютера.
Команда дослідників, очолювана професором Мішель Сіммонс, продемонструвала, що вони можуть поширити свою технологію виготовлення атомних кубитів на кілька шарів кристала кремнію - досягнувши критичного компонента архітектури тривимірних чіпів, яку вони представили світу в 2015 році. Нове дослідження було опубліковано в Nature Nanotechnology.
Група UNSW першою продемонструвала здійсненність архітектури, в якій використовуються кубіти атомного масштабу, вирівняні за контрольними лініями - які по суті є дуже вузькими проводами - всередині тривимірного проекту.
Крім того, команда змогла вирівняти різні шари у своєму тривимірному пристрої з точністю до нанометра - і показала, що вони можуть зчитувати стан кубіту за один раз, тобто за один вимір, з дуже високою точністю відтворення.
«Тривимірна архітектура пристрою є значним досягненням для атомних кубитів у кремнії», - каже професор Сіммонс. "Щоб мати можливість постійно виправляти помилки в квантових обчисленнях, що є важливою віхою в нашій області, ми повинні мати можливість контролювати безліч кубітів паралельно.
"Єдиний спосіб зробити це - використовувати тривимірну архітектуру, тому в 2015 році ми розробили і запатентували вертикальну перехресну архітектуру. Тим не менш, все ще був ряд проблем, пов'язаних з виготовленням цього багаторівневого пристрою. В результаті ми тепер показали, що розробка нашого підходу в 3-D можлива так, як ми це представляли кілька років тому ".
У своїй новій статті команда продемонструвала, як побудувати другу площину керування або шар поверх першого шару кубітів.
«Це дуже складний процес, але в дуже простих термінах ми побудували першу площину, а потім оптимізували техніку, щоб створити другий шар, не впливаючи на структури в першому шарі», - пояснює дослідник Йоріс Кейзер.
«У минулому критики говорили, що це неможливо, тому що поверхня другого шару стає дуже шорсткою, і ви більше не зможете використовувати нашу точну техніку - проте в нашій роботі ми показали, що ми можемо зробити це, всупереч негативним очікуванням». Команда вчених також продемонструвала, що вони можуть потім вирівняти ці кілька шарів з точністю до нанометра.
Професор Сіммонс каже, що дослідження є важливою віхою в цій галузі. "Ми систематично працюємо над створенням великомасштабної архітектури, яка приведе нас до можливої комерціалізації технології.
"Хоча до масштабного квантового комп'ютера нам ще не менше десяти років, робота CQC2T залишається на передньому краї інновацій у цій галузі. Конкретні результати, подібні цим, підтверджують нашу сильну позицію на міжнародному рівні ", - підсумовує вона.