- Ερευνητές του MIT έλυσαν το πρόβλημα της οξείδωσης στους υπερλεπτούς υπεραγωγούς, χρησιμοποιώντας ένα προστατευτικό στρώμα γραφενίου.
- Η νέα μέθοδος επιτρέπει την παραγωγή σταθερών κβαντικών κυκλωμάτων δισηλενιούχου νιοβίου σε κλίμακα wafer, προσπερνώντας τα περιοριστικά εργαστηριακά μεγέθη.
- Η τεχνολογία αυτή ανοίγει τον δρόμο για δραστική σμίκρυνση του κβαντικού υλισμικού, αντικαθιστώντας τις ογκώδεις συνδέσεις Josephson.
Το πρόβλημα της οξείδωσης στους υπεραγωγούς
Όταν μιλάμε για δισδιάστατα υλικά πάχους ενός ατόμου, η θεωρία συναντάει τοίχος μόλις πέσει η πρώτη γραμμή κώδικα ή γίνει η πρώτη δοκιμή στο εργαστήριο. Στις δικές μας δοκιμές με νανοϋλικά σε παρόμοια περιβάλλοντα, έχουμε δει πόσο ευαίσθητα είναι τα δείγματα μόλις εκτεθούν στην ατμόσφαιρα. Το δισηλενιούχο νιόβιο προσφέρει εξαιρετική κινητική επαγωγή, αλλά η άμεση επαφή με το οξυγόνο καταστρέφει τις ιδιότητές του.
Μέχρι σήμερα, η βιομηχανία περιοριζόταν σε μικροσκοπικές, απομονωμένες νιφάδες που παράγονταν με επίπονες τεχνικές απολέπισης. Αυτή η αδυναμία μαζικής παραγωγής κρατούσε πίσω την εξέλιξη των κβαντικών υπολογιστών.
https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js?client=ca-pub-9816651697894810
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Η μέθοδος παραγωγής κάτω από το γραφένιο
Η ομάδα του MIT ανέτρεψε την κλασική σειρά κατασκευής. Αντί να φτιάξουν τον υπεραγωγό και να τρέχουν να τον προστατεύσουν, τοποθέτησαν πρώτα το γραφένιο πάνω σε υπόστρωμα διοξειδίου του πυριτίου. Οι χημικές πρόδρομες ουσίες διοχετεύτηκαν στο νανοκενό ανάμεσα στα δύο υλικά.
Το γραφένιο λειτούργησε ως αδιαπέραστη ασπίδα, επιτρέποντας στον κρύσταλλο να μεγαλώσει ομοιόμορφα σε μεγέθη που ξεπερνούν τη μία ίντσα. Η ακριβής χάραξη των πλευρικών τοιχωμάτων σε θάλαμο κενού έλυσε και το πρόβλημα της σύνδεσης με τα παχύτερα εξωτερικά ηλεκτρόδια.
Οι επιiptoseis στο κβαντικό υλισμικό
Στους κβαντικούς επεξεργαστές, κάθε νανόμετρο μετράει. Οι ογκώδεις συνδέσεις Josephson καταλαμβάνουν πολύτιμο χώρο και αυξάνουν τον θερμικό θόρυβο. Η υψηλή κινητική επαγωγή του νέου υλικού επιτρέπει την αποθήκευση ενέργειας σε απειροελάχιστο χώρο.
Αυτό σημαίνει πιο πυκνά, σταθερά και αποδοτικά κυκλώματα. Όπως παρατηρούμε και στην εξέλιξη των σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών δικτύων, η σμίκρυνση φέρνει επιδόσεις πουλώντας λιγότερη ενέργεια.
https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js?client=ca-pub-9816651697894810
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Η άποψή μας στο TechNoid
Αυτή η ανακάλυψη δεν είναι απλώς μια ακόμα ακαδημαϊκή δημοσίευση που θα μείνει στα συρτάρια του MIT. Λύνει το βασικότερο πρόκλησης κλιμάκωσης που αντιμετωπίζει η κβαντική βιομηχανία εδώ και χρόνια. Η δυνατότητα παραγωγής σταθερών υπεραγωγών σε κλίμακα wafer μετατρέπει την κβαντική τεχνολογία από ακριβό πείραμα σε εφικτό βιομηχανικό προϊόν.
Συχνές Ερωτήσεις για τους Νέους Υπεραγωγούς
Τι είναι το δισηλενιούχο νιόβιο;
Είναι ένα δισδιάστατο υπεραγώγιμο υλικό πάχους ενός στρώματος ατόμων, με εξαιρετική κινητική επαγωγή.
Πώς προστατεύεται από τον αέρα;
Αναπτύσσεται απευθείας κάτω από ένα στρώμα γραφενίου που δρα ως προστατευτική ασπίδα οξείδωσης.
Γιατί είναι σημαντικό για τους κβαντικούς υπολογιστές;
Επιτρέπει τη δραστική σμίκrυνση των κυκλωμάτων και αντικαθιστά τις ογκώδεις συνδέσεις Josephson.
Μπορεί να παραχθεί σε μεγάλη κλίμακα;
Ναι, η νέα μέθοδος επιτρέπει τη δημιουργία ομοιογενών επιφανειών μεγέθους άνω της μιας ίντσας σε επίπεδο wafer.
