IBM-forskare har uppnått en viktig milstolpe mot att skapa sofistikerade kvantenheter som kan bli en nyckelkomponent i kvantdatorer. Som beskrivs i peer-review-tidskriften Nanobokstäver , forskarna har för första gången skjutit en elektron genom en III-V halvledar nanotråd integrerad på kisel.

IBM-forskare driver flera horisonter inom kvantberäkning, från tekniken för nästa decennium baserad på supraledande qubits, mot nya kvantenheter som skulle kunna pressa skalningsgränsen för dagens mikrovågsteknik ner till nanometerskalan och som inte är beroende av supraledande komponenter, öppnar en väg mot rumstemperaturdrift.

Nu, IBM-forskare i Zürich har gjort ett avgörande grundläggande genombrott i sin uppsats Ballistic endimensionella InAs-nanowire cross-junction interconnects. Genom att använda sin nyligen utvecklade Template-Assisted-Selective-Epitaxy (TASE) teknik för att bygga ballistiska tvärriktade kvantkommunikationslänkar, de banade väg för enheter som konsekvent kan länka flera funktionella nanotrådar för tillförlitlig överföring av kvantinformation över nanotrådsnätverk. Nanotråden fungerar som en perfekt guide för elektronerna, så att elektronens fulla kvantinformation (energi, Momentum, spin) kan överföras utan förluster.

Genom att lösa några stora tekniska hinder för att kontrollera storleken, form, position och kvalitet för III-V-halvledare integrerade på Si, ballistisk endimensionell kvanttransport har visats. Även om experimenten fortfarande är på en mycket grundläggande nivå, sådana nanotrådsenheter kan bana väg mot feltoleranta, skalbar elektronisk kvantberäkning i framtiden.

Tidningens huvudförfattare, IBM-forskaren Dr. Johannes Gooth, noterade att milstolpen har konsekvenser för utvecklingen av kvantberäkningar. Genom att möjliggöra helt ballistiska anslutningar där partiklar flyger i nanoskala, kvantsystemet erbjuder exponentiellt större beräkningsutrymme.

Tidigare i år, IBM lanserade ett branschförst initiativ för att bygga kommersiellt tillgängliga universella kvantdatorsystem. De planerade "IBM Q"-kvantsystemen och tjänsterna kommer att levereras via IBM Cloud-plattformen och kommer att leverera lösningar på viktiga problem där mönster inte kan ses av klassiska datorer eftersom data inte finns och möjligheterna som behövs för att utforska för att komma till svaren är för enorma för att någonsin kunna bearbetas av klassiska system.