Qubit de nibio integra computao eletrnica com computao quntica
Eletrnica
Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/09/2022
Uma camada em nanoescala de nibio supercondutor cresce em cima do semicondutor, facilitando a integrao de qubits qunticos com a microeletrnica atual.
[Imagem: Institute of Industrial Science/The University of Tokyo]
Integrao quntico-eletrnico
Os processos usados para fabricar processadores eletrnicos de silcio amadureceram ao longo de dcadas e esto sendo constantemente refinados e aprimorados.
Por outro lado, a maioria das arquiteturas de computao quntica est sendo projetada do zero.
Uma terceira via muito mais promissora seria descobrir meios de integrar as unidades lgicas qunticas aos computadores eletrnicos atuais, o que permitiria no apenas acelerar muito o desenvolvimento desses novos sistemas, como tambm abriria a possibilidade de adicionar recursos qunticos aos computadores atuais, dando um upgrade quntico em nossos computadores.
E esta terceira via acaba de ser aberta e pavimentada por Atsushi Kobayashi e colegas da Universidade de Tquio, no Japo.
Kobayashi descobriu como um material supercondutor, o nitreto de nibio (NbNx), pode ser adicionado a um substrato semicondutor tradicional, base de alumnio, na forma de uma camada plana e cristalina, criando um qubit totalmente funcional e diretamente conectvel aos chips de silcio.
Qubit de nibio
A equipe sintetizou filmes finos de nitreto de nibio diretamente sobre uma camada de nitreto de alumnio (AlN).
O detalhe que o nitreto de nibio um supercondutor, como a larga maioria dos qubits usados pelos computadores qunticos que esto em estgio mais avanado de desenvolvimento. E sua integrao com o alumnio, formando uma estrutura chamada juno Josephson, o transforma em um qubit j totalmente funcional.
Isso foi possvel porque os nitretos de nibio e alumnio apresentam um espaamento entre os tomos que semelhante o suficiente para permitir que ambos se cristalizem em camadas totalmente planas, o que essencial para integrar os qubits dentro de um chip fabricado com a tecnologia atual da microeletrnica.
“A semelhana estrutural entre os dois materiais facilita a integrao dos supercondutores em dispositivos optoeletrnicos semicondutores,” disse Kobayashi.
Ainda melhor, recentemente outra equipe japonesa demonstrou que qubits de nibio diminuem os erros dos computadores qunticos.
Artigo: Advanced Materials Interfaces
Autores: Atsushi Kobayashi, Shunya Kihira, Takahito Takeda, Masaki Kobayashi, Takayuki Harada, Kohei Ueno, Hiroshi Fujioka
Revista: Advanced Materials Interfaces
DOI: 10.1002/admi.202201244
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