Aimee Chanthadavong Senior Journalist
Siden hun afsluttede en grad i journalistik, har Aimee haft sin rimelige andel af at dække forskellige emner, herunder forretning, detailhandel, fremstilling og rejser. Hun fortsætter med at udvide sit repertoire som tech-journalist med ZDNet.
Fuld bio den 13. januar 2022 | Emne: Quantum Computing
Billede: University of Melbourne
Et team af forskere har udviklet en ny siliciumkonstruktionsteknik, der potentielt kan forbedre overkommeligheden og pålideligheden af at bygge kvantecomputere.
Den nye teknik – udviklet i fællesskab af forskere fra Australiens University of Melbourne, University of New South Wales (UNSW) og RMIT, og Tysklands Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf og Leibniz Institute of Surface Engineering – involverer præcis indlejring af enkelte atomer én for gang -en i silicium wafers.
Ifølge forskerne udnytter teknikken, som er blevet offentliggjort i et Advanced Materials-papir, atommikroskopets præcision, som har en skarp udkrager, der “rører” overfladen af en chip med en positioneringsnøjagtighed på kun en halv nanometer, hvilket er omtrent det samme mellemrum mellem atomer i en siliciumkrystal.
Forskerne beskrev, hvordan et lillebitte hul blev boret i cantileveren, så man, når den blev overhældt med fosforatomer, af og til faldt gennem hullet og indlejret i siliciumsubstratet.
Et nøgleaspekt af dette var at vide præcis, hvornår et atom var indlejret i substratet, så cantileveren kunne flytte til den næste præcise position på arrayet.
Avisen bemærkede, at indtil nu har implantering af atomer i silicium været en tilfældig proces, som når en siliciumchip bliver overhældt med fosfor, ville et atom falde i et tilfældigt mønster, som regndråber på et vindue. Holdet opdagede dog, at det kunne identificere nøjagtigheden gennem en “klik”-lyd, der opstår, når et atom falder ned i siliciumkrystallen.
“Et atom, der kolliderer med et stykke silicium, giver et meget svagt klik, men vi har opfundet meget følsom elektronik, der bruges til at detektere klikket, det er meget forstærket og giver et højt signal, et højt og pålideligt signal,” siger professor ved University of Melbourne og leder. sagde forfatter David Jamieson.
“Det giver os mulighed for at være meget sikre på vores metode. Vi kan sige, 'Åh, der var et klik. Et atom er lige ankommet. Nu kan vi flytte udkrageren til det næste sted og vente på næste atom.'”
Forskerne brugte udstyr, herunder følsomme røntgendetektorer, et atomkraftmikroskop, der oprindeligt blev udviklet til Rosetta-rummissionen, sammen med en computermodel for banen af ioner implanteret i silicium, til at udvikle teknikken.
Medforfatter og UNSW Scientia-professor Andrea Morello sagde ved hjælp af denne præcision og nye teknik, at det ville være muligt at skabe en qubit “chip”, som derefter kan bruges i eksperimenter til at teste designs til storskalaenheder .
“Dette vil give os mulighed for at konstruere kvantelogiske operationer mellem store arrays af individuelle atomer og bevare meget nøjagtige operationer på tværs af hele processoren,” sagde han.
“I stedet for at implantere mange atomer på tilfældige steder og udvælge dem, der virker bedst, vil de nu blive placeret i et ordnet array, svarende til transistorerne i konventionelle halvledercomputerchips.”
Jamieson tilføjede nogle af de potentielle kvanteenheder i stor skala, der kunne udvikles ved hjælp af designet, omfatter ubrydelig kryptografi og beregningsmæssigt lægemiddeldesign, såsom hurtig udvikling af vacciner.
“Vi tror på, at vi i sidste ende kunne lave maskiner i stor skala baseret på enkeltatoms kvantebits ved at bruge vores metode og drage fordel af de fremstillingsteknikker, som halvlederindustrien har perfektioneret,” sagde han.
Andetsteds sagde Archer Materials, at det i øjeblikket udvikler en lab-on-a-chip-teknologi, der vil tillade dråber af biologiske prøver at blive analyseret og behandlet ved hjælp af grafen-baserede sensorer. Archer har til hensigt at bruge grafen som en ultrafølsom sensor til at opdage og analysere sygdomme.
I den seneste udvikling af denne biochip-teknologi sagde virksomheden, at den tog fat på en vigtig nanoteknologisk udfordring ved at integrere et enkelt-atom-tykt ark grafen med siliciumelektronik.
Ifølge Archer, blev integrationen muliggjort ved at bruge et elektronstrålelitografisystem til gentagne gange at fremstille grafenanordningerne.
Archer CEO Dr. Mohammad Choucair har beskrevet integrationen som et “betydeligt” skridt i virksomhedens udvikling af biochip.
“Dette er kulminationen på en masse strategisk planlægning og koordinering, der involverer talentfulde mennesker, faciliteter i verdensklasse og teknologi for at nå til dette punkt,” sagde han. “Det er spændende, at Archers 12CQ kvantechipudvikling også kan drage fordel af denne seneste præstation.”
Opdateret 13. januar 2022 kl. 15:03 (AEDT): Detaljer fra Archer Materials tilføjet.
Mere kvantedækning
< stærk>Australien prioriterer 63 kritiske teknologier, herunder kvante- og blockchain
AU$70 millioner vil blive brugt til at bygge en ny kvantekommercialiseringshub som en del af Australiens Blueprint for Critical Technologies.
Kvanteteknologier er nu en del af militærets fremtidige køreplan
Forsvaret undersøger, hvordan kvanteteknologi kan bruges som løsning til en række ting — fra være et alternativ til GPS-teknologi til sikring af kommunikation.
Australsk industriorganisation opfordrer til flere investeringer i kvantekommercialisering
Den australske informationsindustriforening har ved at komme med anbefalinger til, hvordan man navigerer i udvikling af innovativ teknologi i Australien. opfordrede til yderligere investeringer til forskellige teknologiske industrier, såsom kunstig intelligens og kvante.
Tråde over qubits ser UNSW-forskere tage kvantekontroltrin
Forskere fra University of New South Wales siger, at det seneste design kunne kontrollere millioner af qubits.
Australien