Qubits de diamante depositados um a um por impresso

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/05/2022

Qubits de diamante

Fsicos e engenheiros da Universidade de Hong Kong desenvolveram uma tcnica de impresso que permite depositar qubits de diamante individuais com preciso nanomtrica.

Isso permite criar memrias ou processadores qunticos com uma preciso comparvel da microeletrnica convencional.

“At onde sabemos, a tcnica que desenvolvemos mostra, pela primeira vez, preciso posicional de sub-comprimento de onda, controle de quantidade em nvel de defeito nico e recursos de padronizao de forma livre, atendendo aos requisitos tecnolgicos que marcam um avano significativo na fabricao de dispositivos qunticos,” disse o professor Chu Zhiqin, coordenador da equipe.

Os nanocristais de diamante, ou nanodiamantes, que podem hospedar defeitos pontuais conhecidos como vacncias de nitrognio, emergiram como um dos materiais qunticos mais promissores porque esses defeitos no apenas funcionam como qubits ou como sensores, como tambm eles fazem isso a temperatura ambiente, o que nenhuma outra tecnologia consegue.

Embora recentemente as pastilhas de diamante semelhantes s pastilhas de silcio tenham se tornado realidade, at agora no existia uma tcnica para depositar os qubits de forma controlada, em tempo e custo razoveis, e que pudesse ser escalonada.

Existem vrios mtodos de nanomanipulao, do tipo “pegar e colocar”, que conseguem posicionar os nanodiamantes com vacncias de nitrognio em vrios substratos e circuitos, mas sem garantias de preciso no posicionamento e com baixo rendimento, levando at horas para depositar um nico qubit, o que inadequado para aplicaes em escala industrial.

Qubits por impresso

A tcnica de deposio de qubits por impresso lembra muito a impresso jato de tinta: Os nanodiamantes contendo as vacncias de nitrognio so colocados em gotculas lquidas, cada uma com volume menor do que um attolitro (10^-18 litro), e ento depositadas eletricamente sobre qualquer substrato que se deseje.

Com isto, torna-se possvel construir chips inteiros com qubits de diamante, um ao lado do outro, um salto para o desenvolvimento no apenas da computao quntica, mas de todas as tecnologias qunticas.

“Aps caracterizaes minuciosas das condies de impresso, mostramos que o nmero de nanodiamantes impressos pode ser controlado vontade, atingindo a preciso no nvel de partcula nica. Esta abordagem de impresso, portanto, permite o posicionamento de matrizes centrais com vacncias de nitrognio, com um nmero controlado, diretamente no substrato universal, sem qualquer processo litogrfico. Espera-se que a abordagem abra caminho para novos horizontes no apenas para a fsica quntica experimental, mas tambm para a implementao prtica de tais sistemas qunticos,” escreveu a equipe.

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