Inżynierowie z North Carolina State University odkryli zupełnie nową formę krzemu, która pozwoli na budowę bardziej zaawansowanych komputerów kwantowych.
Komputery kwantowe kluczem do przyszłości
Krzem to bardzo popularny pierwiastek na Ziemi. 1/4 skorupy ziemskiej, to właśnie krzem. Z oczyszczonego materiału wytwarza się wafelki wykorzystywane do budowy kluczowych dla dzisiejszej cywilizacji mikroprocesorów. Wszystko dzisiaj stoi na tych maluszkach – od kamerek po potężne, kwantowe potwory do szkolenia sztucznej inteligencji. Bez krzemu nie ma elektroniki, a teraz inżynierowie z North Carolina State University odkryli zupełnie nową formę krzemu, która ma szanse zrewolucjonizować komputery kwantowe.
Zespół NCSU dokonał swojego odkrycia, uderzając w amorficzny krzem impulsami laserowymi trwającymi zaledwie nanosekundy, które topią go, zanim zostanie szybko schłodzony, aby ponownie go utwardzić. Tworzy to nową formę, którą zespół nazwał Q-silicon. Nowy materiał ma kilka interesujących właściwości, których brakuje zwykłemu krzemowi, z których najważniejszą jest ferromagnetyzm w temperaturze pokojowej. Ten rodzaj magnetyzmu jest niezbędny dla niektórych metod przechowywania danych i może pomóc w odblokowaniu wyłaniającej się dziedziny znanej jako spintronika, która, jak sama nazwa wskazuje, przesyła i przechowuje dane w „spinie” elektronów, a nie w ich ładunku, tak jak robi to obecna elektronika. Może to sprawić, że urządzenia będą mniejsze, szybsze i bardziej energooszczędne.
Nowy krzem umożliwi budowę potworów
Nowy Q-Silicon może też stać się doskonałym materiałem do komputerów kwantowych, które mogą przechowywać informacje nie tylko w zerach i jedynkach, ale także w superpozycjach obu jednocześnie. To pozwala im wykonywać obliczenia znacznie bardziej zaawansowane niż jakikolwiek tradycyjny komputer. Q-silicon wykazał również zwiększoną twardość i nadprzewodnictwo w porównaniu ze zwykłym materiałem. Obie te właściwości mogą również pomóc w spintronice i obliczeniach kwantowych.
To odkrycie może zrewolucjonizować współczesną mikroelektronikę poprzez dodanie nowych funkcji, takich jak spintronika lub spinowe obliczenia kwantowe. Krótko mówiąc, Q-silicon zapewnia idealną platformę do integracji spintroniki z mikroelektroniką na chipie.
Jay Narayan, autor korespondent badania
Więcej o innowacyjnym materiale można przeczytać w oficjalnej publikacji naukowej zespołu.
