Cientistas criam dispositivos de átomo único para sobrecarregar computadores

Os pesquisadores desenvolvem novos métodos inovadores para criar e duplicar transistores de átomo único para computadores quânticos.

Cientistas criam dispositivos de átomo único para sobrecarregar computadores

Ilustração do computador quântico.



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Adobe Stock.
  • Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e da Universidade de Maryland foram capazes de criar transistores de átomo único pela segunda vez.
  • Eles também alcançaram uma façanha de mecânica quântica sem precedentes, permitindo o desenvolvimento futuro de computadores.
  • Os minúsculos dispositivos podem ser cruciais na criação de qubits, levando à tecnologia de próxima geração.

  • Pequenas tecnologias podem ter efeitos tremendos na próxima geração de computadores, sobrecarregando a memória e as habilidades de processamento. A chave para esses avanços seria a criação de transistores do tamanho de vários átomos ou mesmo de átomos únicos. Pesquisas recém-publicadas de cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e a Universidade de Maryland fornecem um plano sobre como criar essa tecnologia microscópica.



    Um grande desafio para este esforço é descobrir como duplicar esses pequenos transistores, que atuariam como pequenos interruptores liga-desliga, relata Science News. Utilizando a receita que desenvolveram, a equipe liderada pelo NIST tornou-se apenas a segunda a criar um transistor de átomo único e a primeira a produzir uma série de transistores com apenas um elétron cada, cuja geometria poderia ser manipulada no nível atômico.

    Os cientistas também foram capazes de obter controle sobre o fenômeno quântico de tunelamento quântico, alterar a taxa na qual os elétrons individuais viajam através de uma lacuna física ou barreira elétrica do transistor. A importância de gerenciar esse processo está em permitir que os transistores fiquem 'emaranhados' de acordo com as leis da mecânica quântica. Isso pode levar a novas maneiras de criar bits quânticos ( qubits ) - a unidade básica de informação em computação quântica.



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    Veja como os pesquisadores conseguiram fabricar transistores de átomo único e transistores de poucos átomos:

    Fabricação de transistores de átomo único

    Seus métodos para duplicar precisamente os dispositivos que podem funcionar como qubits apresentaram inovações importantes, como selar os átomos de fósforo envolvidos com camadas de silício para protegê-los e, em seguida, enviar eletricidade para os átomos incorporados, como pesquisador do NIST. Richard Silver explicado .

    'Acreditamos que nosso método de aplicação das camadas fornece dispositivos de escala atômica mais estáveis ​​e precisos', ele adicionado .



    O que também é notável sobre sua realização é que essa abordagem de fazer contato elétrico com os microtransistores tem uma taxa de sucesso de quase 100%. Isso permite que os dispositivos funcionem como parte de um circuito. Como colega de Silver na pesquisa, Jonathan Wyrick , declarou , 'Você pode ter o melhor dispositivo de transistor de átomo único do mundo, mas se você não puder fazer contato com ele, é inútil.'

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    Os pesquisadores também incluíram Xiqiao Wang, Michael Stewart Jr. e Curt Richter.

    Confira o estudo deles em Física das Comunicações.

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