Qubits de silício são fabricados em escala industrial pela primeira vez

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“Muitos artigos afirmam: Qubits de spin de semicondutores em silício são compatíveis com a fabricação de semicondutores CMOS. Mas só agora provamos que isso é realmente verdade,” disse Lieven Vandersypen, coordenador da equipe. “Além disso, o rendimento do dispositivo alcançado pela equipe da Intel foi de sem precedentes 98%, comparado a 50% em um bom dia em nossa sala limpa da universidade”.

Qubits em um chip

A base de armazenamento da informação quântica em um qubit em silício é o spin de um único elétron. O elétron fica preso dentro de uma “caixa”, representada por um poço de potencial em uma paisagem de energia – um ponto quântico.

Essa “paisagem energética” é produzida por uma combinação de campos elétricos e de propriedades do material, montado em uma estrutura em tudo semelhante a um transístor convencional, que opera graças a uma interface entre silício e óxido de silício.

Desta forma é possível isolar e endereçar um único elétron no ponto quântico e ter controle total sobre seu spin ajustando os campos elétricos nos eletrodos que chegam ao componente.

O protótipo consiste em uma matriz de 10.000 qubits em uma bolacha industrial de silício de 300 milímetros.

Os pesquisadores testaram duas propriedades de sua bolacha: O rendimento dos componentes e sua uniformidade. O primeiro é medido verificando quantos dos qubits funcionam corretamente, com a corrente fluindo e os contatos sem vazamento de energia. A uniformidade é medida comparando a tensão limite dos qubits individuais a temperatura ambiente. Os resultados indicaram um rendimento e uniformidade da amostra de 98%.

A melhoria da qualidade de cada componente individual e desse controle elétrico dos qubits dentro de um único chip representa um marco na escalabilidade da computação quântica. A seguir, a equipe irá se concentrar no controle individual e independente dos qubits dentro do chip, que podem alcançar um número virtualmente ilimitado.

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