Обычный компьютер может стать квантовым, благодаря интеграции кубитов

Исследователи из Токийского университета смогли вырастить наноразмерный слой сверхпроводящего материала поверх нитрид-полупроводниковой подложки, что может использоваться для интеграции квантовых кубитов в существующую микроэлектронику.

Обычный компьютер может стать квантовым, благодаря интеграции кубитов

Компьютеры, которые могут использовать невероятные свойства квантовой механики для решения проблем быстрее, чем существующие технологии, могут показаться привлекательными, но сначала они должны преодолеть серьезное препятствие. Ученые из Японии, возможно, нашли решение, продемонстрировав, как сверхпроводящий материал, нитрид ниобия, может быть добавлен в виде плоского кристаллического слоя на нитрид-полупроводниковую подложку. Этот метод может упростить производство квантовых кубитов, которые можно использовать с обычными компьютерными устройствами. 

Обычные технологии производства кремниевых микропроцессоров развивались десятилетиями и постоянно совершенствуются и совершенствуются. С другой стороны, большинство архитектур квантовых вычислений приходится создавать в основном с нуля. Однако открытие метода интеграции квантовых и обычных логических блоков на одном кристалле или даже добавление квантовых возможностей к существующим производственным линиям может значительно ускорить внедрение этих новых систем.

Недавно группа ученых из Института промышленных наук Токийского университета продемонстрировала, как тонкие пленки нитрида ниобия (NbNx) могут расти непосредственно поверх слоя нитрида алюминия (AlN). Нитрид ниобия может становиться сверхпроводящим при температурах ниже 16 градусов Цельсия выше абсолютного нуля. Из-за этого его можно использовать для создания сверхпроводящего кубита, когда он расположен в структуре, называемой джозефсоновским переходом.

Ученые исследовали влияние температуры на кристаллическую структуру и электрические свойства тонких пленок NbNx , выращенных на подложках-шаблонах из AlN. Они показали, что расстояние между атомами в двух материалах достаточно совместимо для создания плоских слоев.

Кристалличность NbNx  была охарактеризована с помощью рентгеновской дифракции, а топология поверхности была зафиксирована с помощью атомно-силовой микроскопии. Кроме того, химический состав проверяли с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Команда показала, как расположение атомов, содержание азота и электропроводность зависят от условий роста, особенно от температуры.

Авторы работы говорят, что структурное сходство между двумя материалами облегчает интеграцию сверхпроводников в полупроводниковые оптоэлектронные устройства. Более того, четко очерченная граница раздела между подложкой AlN, которая имеет широкую запрещенную зону, и NbN x , который является сверхпроводником, необходима для будущих квантовых устройств, таких как джозефсоновские контакты. Сверхпроводящие слои толщиной всего несколько нанометров и с высокой кристалличностью можно использовать в качестве детекторов одиночных фотонов или электронов.

Читайте также

TROUVER представила в России линейку техники 2026 года во главе с роботами-пылесосами S70

TROUVER представила в России линейку техники 2026 года во главе с роботами-пылесосами S70

Ученые МФТИ представили «Нейропарсер» для аналитики видеопотока БПЛА

Ученые МФТИ представили «Нейропарсер» для аналитики видеопотока БПЛА

«Опускаемый бетон»: в России запатентовано строительство под водой без доков и кранов

«Опускаемый бетон»: в России запатентовано строительство под водой без доков и кранов

Ученые создали биоразлагаемую сетку, которая очищает воду от микропластика размером до десятков нанометров

Ученые создали биоразлагаемую сетку, которая очищает воду от микропластика размером до десятков нанометров

Microsoft удалила рекомендации о 32 ГБ ОЗУ для Windows 11 на фоне роста цен на память

Microsoft удалила рекомендации о 32 ГБ ОЗУ для Windows 11 на фоне роста цен на память

Какой ИИ выбрать в 2026 году: честное сравнение ChatGPT, Claude, Gemini, Grok, DeepSeek и Copilot

Какой ИИ выбрать в 2026 году: честное сравнение ChatGPT, Claude, Gemini, Grok, DeepSeek и Copilot

Компьютерное зрение улучшило контроль качества бетона

Компьютерное зрение улучшило контроль качества бетона

Российский катализатор позволит производить водород прямо на заправках

Российский катализатор позволит производить водород прямо на заправках

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Думскроллинг: почему так трудно перестать читать плохие новости?

Думскроллинг: почему так трудно перестать читать плохие новости?

vivo представит новые смартфоны на фестивале «Маркет Маркета» в Нижнем Новгороде

vivo представит новые смартфоны на фестивале «Маркет Маркета» в Нижнем Новгороде

Ученые ВШЭ показали, как создавать регуляторную ДНК напрямую

Ученые ВШЭ показали, как создавать регуляторную ДНК напрямую

Ростех вывел на рынок первый отечественный аппарат ИВЛ для дома

Ростех вывел на рынок первый отечественный аппарат ИВЛ для дома