Физики и инженеры нашли способ выявлять и устранять недостатки материалов для одной из самых многообещающих технологий в коммерческих квантовых вычислениях.
Команда Университета Квинсленда смогла разработать методы обработки и оптимизировать производственные протоколы в общих технологиях построения сверхпроводящих схем на кремниевых микросхемах.
Доктор Питер Якобсон, который руководил исследованием, сказал, что группа определила, что недостатки, внесенные во время изготовления, снижают эффективность схем.
«Сверхпроводящие квантовые схемы вызывают интерес со стороны промышленных гигантов, таких как Google и IBM, но их широкому распространению препятствует«декогеренция», явление, которое приводит к потере информации», — сказал он.
«Декогеренция в первую очередь связана с взаимодействиями между сверхпроводящей схемой и кремниевым кристаллом — физическая проблема — и с дефектами материала, возникающими при изготовлении — инженерной проблемой». «Так что нам потребовался вклад физиков и инженеров, чтобы найти решение».
Команда использовала метод, называемый терагерцовой сканирующей ближнепольной оптической микроскопией (THz SNOM) — атомно-силовой микроскоп в сочетании с источником света и детектором THz . Это обеспечивало сочетание высокого пространственного разрешения — вплоть до размеров вирусов — и локальных спектроскопических измерений. Профессор Александр Ракич сказал, что эта техника позволяет исследовать наномасштаб, а не макроуровень, фокусируя свет на металлическом наконечнике.
«Это дает нам новый доступ к пониманию того, где находятся недостатки, чтобы мы могли уменьшить декогеренцию и помочь уменьшить потери в сверхпроводящих квантовых устройствах», — сказал профессор Ракич. «Мы обнаружили, что обычно используемые рецепты изготовления непреднамеренно вносят дефекты в кремниевые чипы, которые способствуют декогеренции». «И мы также показали, что обработка поверхности уменьшает эти недостатки, что, в свою очередь, снижает потери в сверхпроводящих квантовых схемах».
Доцент Аркадий Федоров сказал, что это позволило команде определить, где в процессе были обнаружены дефекты, и оптимизировать производственные протоколы для их устранения.
«Наш метод позволяет проверять одно и то же устройство несколько раз, в отличие от других методов, которые часто требуют, чтобы устройства были разрезаны перед проверкой», — сказал д-р Федоров. «Результаты команды открывают путь к совершенствованию сверхпроводящих устройств для использования в приложениях квантовых вычислений».
В будущем ТГц СБОМ можно будет использовать для определения новых способов улучшения работы квантовых устройств и их интеграции в жизнеспособный квантовый компьютер.
Источник — Газета Daily.