Silisyum bilgisayarlar ve elektronik için olmazsa olmaz bir teknolojidir. İşte bilim insanları stabil kuantum bilgisayarlar yapmak için, ultra saf silisyum çipler üretmenin bir yolunu buldu.
Silisyum birkaç özelliği nedeniyle elektronikler için vazgeçilmezdir. İlk olarak, yarı iletken olduğu transistör üretimi için çok önemlidir. Ayrıca Dünya’da en çok bulunan ikinci element olduğundan, silisyum vazgeçilmezdir.
Yıllardır bilgisayarların işlem hızı Moore yasası sınırlarında artsa da gelişmiş sistemler için silisyum saflığı limitör olmuştur. Özellikle kuantum bilgisayarlarda, normal bilgisayarların yapamadığı şeyleri yapmak için kuantum fiziğinin ürkütücü dünyasına girebilir, ancak bilgiyi işleyen ve depolayan kuantum bitleri (kübitler), küçük bir sıcaklık dalgalanması veya silisyum safsızlığı gibi en ufak bir parazitte “tutarlılıklarını” kaybedebilir.
Projenin eş danışmanı Profesör David Jamieson, “Sorun şu ki, doğal olarak oluşan silisyum çoğunlukla arzu edilen izotop silisyum-28 iken, yaklaşık %4,5 silikon-29 da var” dedi. “Silisyum-29, her atomun çekirdeğinde küçük yaramaz bir mıknatıs gibi davranan, kuantum tutarlılığını yok eden ve hesaplama hataları yaratan fazladan bir nötrona sahiptir.”
Bu nedenle, yeni çalışma için Melbourne Üniversitesi ve Manchester Üniversitesi’ndeki araştırmacılar çok saf bir silisyum yapmak için bir yol geliştirdiler. Ekip, iyon implanter adı verilen bir makine kullanarak bir bilgisayar çipine bir silisyum-28 ışını gönderdi ve bu da çipteki silisyum-29 safsızlıklarını kademeli olarak daha arzu edilen silisyum-28 ile değiştirdi. Sonuç olarak silisyum-29 içeriği %4,5’ten sadece %0,0002’ye ya da milyonda iki parçaya düşürüldü.
Profesör Jamieson, “Harika haber şu ki, silikonu bu seviyeye kadar saflaştırmak için artık herhangi bir yarı iletken üretim laboratuvarında bulabileceğiniz, tasarladığımız belirli bir konfigürasyona göre ayarlanmış standart bir makine – bir iyon implanter – kullanabiliriz” dedi.
Bir kuantum bilgisayarı ne kadar çok kübite sahipse o kadar güçlü olabilir – ama aynı zamanda hatalara karşı o kadar savunmasızdır. Bu yeni, süper saf silisyum çipler, çok sayıda kübite sahip kuantum bilgisayarların daha uzun süre kararlı kalmasına yardımcı olacaktır ve ekip bir sonraki adımın bunu test etmek olduğunu söylüyor.
Araştırma Nature Communications Materials dergisinde yayımlandı.
Kaynak: Melbourne Üniversitesi
