3503 tecnica revolucionaria para fabricar computadoras cuanticas

Ilustración del concepto de funcionamiento de la nueva técnica. (Imagen: David Jamieson, University of Melbourne. CC BY)

Los ordenadores cuánticos podrían construirse de forma barata, fiable y a gran escala mediante una nueva técnica que incrusta átomos individuales en obleas de silicio, uno por uno, de un modo no muy distinto a lo que se hace en algunos métodos utilizados para fabricar dispositivos convencionales.

La nueva técnica, desarrollada por un equipo internacional que incluye, entre otros, a David Jamieson y Alexander M. Jakob, ambos de la Universidad de Melbourne en Australia, puede crear patrones a gran escala de átomos individuales, permitiendo su control a fin de que sus estados cuánticos puedan ser manipulados, acoplados y leídos.

La técnica aprovecha la precisión del microscopio de fuerza atómica, que tiene una punta afilada capaz de "tocar" la superficie de un chip con una precisión de posicionamiento de apenas medio nanómetro, aproximadamente la misma que la separación entre átomos en un cristal de silicio.

El equipo perforó esa punta afilada, abriendo un minúsculo orificio en ella. Con esta modificación, cuando se le aplica una lluvia de átomos de fósforo, llega un momento en que uno de ellos cae a través del orificio y se incrusta en el sustrato de silicio.

La clave es saber con precisión cuándo un átomo -y no más de uno- se ha incrustado en el sustrato. Entonces, la punta ya puede desplazarse a la siguiente posición y repetirse la operación.

Hasta ahora, la implantación de átomos en el silicio era un proceso al azar, en el que un chip de silicio recibía una lluvia de átomos de fósforo que se incrustaban en el sustrato siguiendo un patrón aleatorio, como gotas de lluvia impactando contra el cristal de una ventana.

Jamieson y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Advanced Materials, con el título “Deterministic Shallow Dopant Implantation in Silicon with Detection Confidence Upper-Bound to 99.85% by Ion–Solid Interactions”.

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