Tranzystor złożony z jednego atomu - przełom na drodze do komputera kwantowego

Naukowcy z University of New South Wales (Australia) zbudowali tranzystor na bazie jednego atomu fosforu. Wydaje się, że odkrycie to podważa prawo Moore’a i otwiera drogę do szybkiego - dużo szybszego niż to się wcześniej wszystkim wydawało - zbudowania bardzo wydajnych komputerów kwantowych.

Naukowcy zbudowali pierwszy na świecie tranzystor składający się z jednego atomu fosforu, używając do tego celu mikroskopu STM (Scanning Tunneling Microscope; skaningowy mikroskop tunelowy). Naukowcy umieścili najpierw kryształ krzemu w komorze próżniowej, a następnie zagnieździli na nim atom fosforu. Nowo utworzony tranzystor pokryto wtedy warstwą wodoru i zamknięto w krzemowej otoczce.

Niewielkie tranzystory mające wielkość kilku atomów budowano już wcześniej, ale nie był to nigdy proces, który można było w prosty sposób powielać. Tym razem naukowcy opracowali całkowicie powtarzalną metodę budowania tranzystora, który składa się tylko z jednego atomu. Zgodnie z prawem Moore'a liczba tranzystorów wchodzących w skład układów scalonych podwaja się co 24 miesiące, zatem pierwsze tranzystory o wielkości jednego atomu powinny się pojawić w dopiero w 2020 r.

Zobacz również:

  • Apple testuje kolorowy ekran typu e-ink

Trzeba wziąć oczywiście poprawkę na to, że jest to prototypowe rozwiązanie i droga do masowej produkcji takich układów jest jeszcze bardzo długa. Trzeba będzie rozwiązać wiele problemów. Chociażby taki, że tak małe tranzystory muszą pracować w ekstremalnie niskiej temperaturze (-230 st. Celsjusza czyli temp. ciekłego helu), po to aby nie zmieniły swych właściwości oraz położenia. Te i inne szczegółowe dane dotyczące tej nowatorskiej nanotechnologii naukowcy opublikowali w periodyku Nature Nanotechnology.

Tranzystory oparte na jednym atomie mogą zwiastować nadejście ery kwantowych komputerów, które będą pracować nieporównanie szybciej niż produkowane obecnie komputery, oparte na tradycyjnych układach krzemowych. Zamiast systemu binarnego stosowanego w klasycznych komputerach, komputery kwantowe używają tzw. kubitów (z ang. qubit; bit kwantowy), które mogą przybierać jednocześnie stan 0 oraz 1 (mówiąc precyzyjnie, kubit może się znajdować w dowolnej superpozycji dwóch stanów kwantowych). W praktyce oznacza to, że tranzystor kwantowy może wykonywać jednocześnie wiele operacji (podczas gdy standardowy tranzystor może w tym samym czasie wykonywać tylko jedną operację).

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200