کامیپوتری کوانتومی که تنها از یک اتم فسفر به وجود آمده و درون یک چیپ از جنس سیلیکون قرار گرفته. این کاری است که یک تیم از مهندسان استرالیایی انجام داده اند. آنها اولین کیوبیت قابل استفاده بر روی چیپ های سیلیکونی را با بهره گیری از یک اتم فسفر تولید کرده‌اند. این محصول تولیدی بر اساس تحقیقات سال ۱۹۹۸ دکتر بروس کان، استاد دانشگاه نیوساوت ولز بنا شده است. این دانشمند در مقاله‌ای، نشان داد که اتم های فسفر این قابلیت را دارند که با معلق شدن در سیلیکون فوق خالص، برای تولید کیوبیت‌ها مورد استفاده قرار گیرند. سپس برای ۱۴ سال دانشگاه نیوساوت ولز مشغول کار بر روی این ایده شد، و سرانجام این تئوری را عملی کردند. 

برای ساخت این کامپیوتر کوانتومی، دانشمندان استرالیایی دست به کار تولید یک ترانزیستور سیلیکونی شدند که آنقدر کوچک باشد تا الکترون ها بتوانند یکی پس از دیگری به تنهایی درون آن از سویی به سوی دیگر بروند. سپس یک اتم فسفر را درون لایه و بستر سیلیکونی، درست کنار ترانزیستور جای گذاری کردند. ترانزیستور هم تنها هنگامی اجازه عبور جریان الکتریسیته را میدهد که یک الکترون از اتم فسفر به جزیره میان ترانزیستور بپرد و این نکته کلیدی است. با کنترل الکترون‌های فسفر، مهندسان می توانند جریان الکتریسیته درون ترانزیستور را کنترل کنند. 

برای کنترل الکترون‌های اتم فسفر، باید بتوانید جهت آنها را تغییر دهید. در این مورد هم آنها این کار را با استفاده از تاباندن اشعه کنترل شده‌ای از مایکرویو انجام دادند. هنگامی که اتم فسفر در حالت پایه و عادی خود است، ترانزیستور خاموش است و این همان ارزش عددی 0 در محاسبات کامپیوتری است. اما هنگامی که شعاع کوچکی از مایکرویو بر آن تابانده می شود، سمت و سو و جهت الکترون‌ها تغییر می‌کند و یکی از آنها به درون ترانزیستور می‌جهد. این کار ترانزیستور را روشن کرده و نشان دهنده ارزش عددی 1 است. 

نکته مهم و جهش بزرگ شیوه تازه دانشگاه UNSW در استفاده از ترانزیستور کوانتومی بر پایه همان چیپ های سیلیکون معمول است. در واقع این محققان توانسته اند به خوبی از دستاوردهای ۶۰ ساله در زمینه تحقیقات الکترونیک بر پایه سیلیکون و میلیاردها دلار هزینه صورت گرفته در این راه به خوبی بهره ببرند و دورنمای پویاتر و قابل قبول تری را برای محاسبات کوانتومی رقم بزنند.

nature

extremetech