Метод основан на возможностях атомно-силового микроскопа, оснащенного упругой консолью или кантилевером, касающейся поверхности чипа с точностью всего в половину нанометра — примерно столько же разделяет два атома в кристаллической решетке кремния. Исследователи просверлили крошечное отверстие в кантилевере, через которое атом фосфора попадает на кремниевую подложку. Основной фокус в том, чтобы рассчитать время, когда один атом — и не более — попадает на субстрат. Затем кантилевер передвигается на следующую позицию.

Ученые обнаружили, что кинетическая энергия атома, падающего на кремниевый кристалл и рассеивающая энергию трения, создает электронный «щелчок», который можно «услышать». Для этого они изобрели крайне чувствительную электронику, усиливающую сигнал, сообщает EurekAlert.

До сих пор вживление атомов в кремний было бесконтрольным процессом: поверхность чипа бомбардировалась атомами фосфора. Специалисты из Университета Мельбурна и их коллеги из научных институтов Германии изобрели точный метод, с помощью которого можно получать квантовые чипы. Он позволит задавать квантовую логику между большими массивами отдельных атомов, сохраняя высокую точность на протяжении всего процесса, примерно так же, как это происходит при производстве полупроводников.

«Мы полагаем, что нашим методом в конце концов можно будет построить крупномасштабные машины на квантовых битах из отдельных атомов, используя техники производства, которые довела до совершенства индустрия полупроводников», — сказал профессор Дэвид Джеймисон, руководитель команды разработчиков.

В прошлом году стартап Quantum Brilliance заявил о создании квантового микропроцессора, который можно будет поместить в корпус размером с обычную графическую карту. Он работает при комнатной температуре и превосходит по производительности огромные современные квантовые суперкомпьютеры, требующие криогенного охлаждения. Инженеры компании уверены, что смогут настолько уменьшить свою разработку, что она поместится в мобильном устройстве.