ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ЧИПОВ ИЗ СВЕРХЧИСТОГО КРЕМНИЯ КАК ПЕРВЫЙ ЭТАП НА ПУТИ К СОЗДАНИЮ МОЩНЫХ КВАНТОВЫХ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 004 Гылыджова М., Ишангулыев А., Бердиев М.

Гылыджова М.

старший преподаватель Туркменский государственный архитектурно-строительный институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

Ишангулыев А.

старший преподаватель Туркменский государственный архитектурно-строительный институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

Бердиев М.

студент

Туркменский государственный архитектурно-строительный институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ЧИПОВ ИЗ СВЕРХЧИСТОГО КРЕМНИЯ КАК ПЕРВЫЙ ЭТАП НА ПУТИ К СОЗДАНИЮ МОЩНЫХ КВАНТОВЫХ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ

Аннотация: исследователи изобрели технологию производства высокоочищенного кремния, позволяет рассматривать перспективы создания мощных квантовых компьютеров.

Ключевые слова: квантовые биты, суперкомпьютеры, сверхчистый кремний.

Исследователи из университетов Мельбурна и Манчестера изобрели революционную технологию производства высокоочищенного кремния, которая является большим прорывом на пути к созданию мощных квантовых компьютеров.

По словам исследователей, новая технология производства сверхчистого кремния делает его идеальным материалом для создания квантовых

компьютеров в больших масштабах и с высокой точностью. Один из руководителей проекта профессор Дэвид Джеймисон из Мельбурнского университета, заявил, что инновация, опубликованная сегодня журнале Nature, использует кубиты атомов фосфора, имплантированные в кристаллы чистого стабильного кремния, и может преодолеть критический барьер для квантовых вычислений, увеличивая продолжительность заведомо хрупкой квантовой когерентности.

«Хрупкая квантовая когерентность означает, что вычислительные ошибки быстро накапливаются. Благодаря надёжной согласованности, обеспечиваемой нашей новой технологией, квантовые компьютеры смогут за часы или минуты решить некоторые проблемы, на которые у обычных или «классических» компьютеров — даже суперкомпьютеров — уйдут столетия», — сказал профессор Джеймисон.

Квантовый бит или так называемый кубит представляет собой атомное ядро, электрон или фотон, являющийся квантовым объектом, находящимся в квантовой суперпозиции множественных состояний. Когерентность теряется, когда кубит возвращается в одно состояние и становится классическим объектом, подобным обычному компьютерному биту, который всегда равен только единице или нулю и никогда не находится в суперпозиции. Эти строительные блоки квантовых компьютеров чувствительны к малейшим изменениям в окружающей среде, включая колебания температуры. Даже при работе в спокойных холодильниках, близких к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цельсию), современные квантовые компьютеры могут поддерживать безошибочную когерентность лишь в течение крошечной доли секунды. А руководитель проекта из Манчестерского университета, профессор Ричард Карри, заявил, что сверхчистый кремний позволяет создавать высокопроизводительные кубитовые устройства - важнейший компонент, необходимый для создания масштабируемых квантовых компьютеров.

«То, что нам удалось сделать, — это эффективно создать критически важный «кирпичик», необходимый для создания квантового компьютера на

основе кремния. Это решающий шаг на пути к созданию технологии, которая потенциально может изменить человечество», — сказал профессор Карри.

Рави Ачарья, стипендиат Манчестерского университета и Мельбурнского университета Куксона, сказал, что большим преимуществом квантовых вычислений на кремниевых чипах является то, что в них используются те же основные методы, которые используются в чипах, используемых в современных компьютерах: «Электронные чипы в настоящее время в обычном компьютере состоят из миллиардов транзисторов — их также можно использовать для создания кубитов для квантовых устройств на основе кремния. Возможность создавать высококачественные кремниевые кубиты до сих пор частично ограничивалась чистотой используемого исходного кремниевого материала. Революционная чистота, которую мы показываем здесь, решает эту проблему».

Профессор Джеймисон заявил, что новые высокоочищенные кремниевые компьютерные чипы содержат и защищают кубиты, поэтому они могут поддерживать квантовую когерентность гораздо дольше, что позволяет проводить сложные вычисления со значительно уменьшенной потребностью в исправлении ошибок.

Данная технология открывает путь к надежным квантовым компьютерам, которые обещают кардинальные изменения во всем обществе, в том числе в области искусственного интеллекта, защищенных данных и коммуникаций, разработки вакцин и лекарств, а также использования энергии, логистики и производства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ravi Acharya, Maddison Coke, Mason Adshead, Kexue Li, Barat Achinuq, Rongsheng Cai, A. Baset Gholizadeh, Janet Jacobs, Jessica L. Boland, Sarah J. Haigh, Katie L. Moore, David N. Jamieson, Richard J. Curry. Highly 28Si enriched silicon by localised focused ion beam implantation. Communications Materials, 2024;

2. ScienceDaily, University of Melbourne, 2024

Gylyjova M., Ishangulyev A., Berdiev M.

Gylyjova M.

Turkmen State Architecture and Construction Institute (Ashgabad, Turkmenistan)

Ishangulyev A.

Turkmen State Architecture and Construction Institute (Ashgabad, Turkmenistan)

Berdiev M.

Turkmen State Architecture and Construction Institute (Ashgabad, Turkmenistan)

TECHNOLOGY FOR CREATING CHIPS FROM ULTRA-PURE SILICON AS FIRST STEP TOWARDS CREATING POWERFUL QUANTUM SUPERCOMPUTERS

Abstract: researchers have invented a technology for producing highly purified silicon, allowing us to consider the prospects for creating powerful quantum computers.

Keywords: quantum bits, supercomputers, ultra-pure silicon.