Исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж, работающие под эгидой Министерства энергетики США, представили инновационную технологию, способную привести к разработке новых материалов для устройств, критически важных для квантовых вычислений и коммуникаций.
Эта технология, получившая название синтезоскоп, представляет собой усовершенствованный микроскопический инструмент, который сочетает синтез с передовой микроскопией. Синтезоскоп позволяет учёным размещать различные атомы в материале в строго определённых позициях, придавая ему новые свойства.
Источник: Ondrej Dyck / ORNL, Министерство энергетики США
По словам Стивена Джесси, специалиста по материалам и руководителя данного исследования, «работая на атомном уровне, мы понимаем, что именно здесь возникают и сохраняются квантовые свойства». Он отметил, что целью этой технологии является создание будущих устройств, которые будут использовать квантовые эффекты, такие как запутанность, для повышения производительности вычислительных систем, улучшения безопасности связи и повышения чувствительности детекторов.
Учёные применяют сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (STEM) для манипуляции материалами на атомном уровне. Синтезоскоп значительно продвигает технику производства на уровень отдельных строительных блоков материалов.
Ондржей Дик, инженер-материаловед, участвующий в исследовании, пояснил: «Классические компьютеры используют биты, которые могут быть либо 0, либо 1. В то время как квантовые компьютеры применяют кубиты, которые могут быть как 0, так и 1 одновременно. Эта технология позволяет решать определённые задачи значительно быстрее, чем это возможно на классических компьютерах».
Исследователи уже продемонстрировали метод, при котором электронный луч перемещался взад и вперёд по графеновой решётке, создавая маленькие отверстия. Затем они помещали атомы олова в эти отверстия, обеспечивая непрерывный процесс записи атом за атомом.
Стивен Джесси заявил: «Синтетические процессы на атомном уровне могут стать рутиной при использовании относительно простых стратегий». Он добавил, что концепция синтезоскопа открывает новые перспективы в понимании процессов атомного синтеза и уникальные подходы к производству в атомном масштабе.
Данная технология найдёт применение в различных будущих технологических проектах, включая квантовую информатику, микроэлектронику, каталитические процессы, а также позволит глубже понять процессы синтеза материалов.
Источник: iXBT
