Квантовый компьютер спотыкается об атомы: китайские учёные нашли способ уменьшить шум в кремнииРазвитие квантовых вычислений упирается не столько в алгоритмы, сколько в физическую чистоту субстрата. В случае кремниевых кубитов ключевым ограничением является спиновое взаимодействие ядер атома кремния с окружающими спинами, что приводит к декогеренции. Решение этой задачи требует использования изотопа кремния-28, у которого ядерный спин равен нулю. Это устраняет один из основных источников шума, позволяя сохранить когерентность квантового состояния дольше. Команда из Лаборатории передовых полупроводниковых материалов и Центра инноваций в квантовой информации на кремнии (Zhejiang University) представила результаты работы над преодолением этого архитектурного барьера.
Главная инженерная сложность заключается в том, что изотопы кремния химически идентичны, что делает их разделение и обогащение чрезвычайно трудоемким процессом. Ранее это создавало узкое место в цепочке поставок, так как без доступа к высокочищенному источнику газа невозможно выращивать кристаллические подложки нужного качества. Опубликованные данные показывают, что команда разработала специализированный газ силана (SiH4) с обогащением по изотопу кремния-28 на уровне 99,99576%, при этом химическая чистота составила 99,99998% (данные измерений Китайского института метрологии). Этот параметр важен, так как примеси, даже в следовых количествах, могут вносить дополнительный шум в квантовую систему.
Использование этого газоплазменного источника позволило вырастить 4-дюймовые эпитаксиальные пластинки. Масс-спектрометрия вторичных ионов подтвердила, что в эпитаксиальном слое содержание кремния-28 достигло 99,9937%. Небольшое снижение по сравнению с исходным газом является следствием процессов на границе раздела фаз и потерь при транспортировке в реакторе, что является ожидаемым технологическим trade-off. Полученный результат демонстрирует, что замкнутый цикл от обогащенного газа до рабочей подложки теперь доступен, что снимает зависимость от импорта для критического этапа производства.
Thu, 22 Oct 2026 20:21:00 +0300