Dây dẫn siêu mỏng – thành phần quan trọng cho tương lai của máy tính lượng tử

Dây dẫn siêu mỏng – thành phần quan trọng cho tương

lai của máy tính lượng tử

Khi máy tính ngày càng có kích thước nhỏ hơn và có khả năng thực hiện các

lệnh phức tạp hơn, các thành phần cấu tạo cũng cần giảm kích cỡ.

. Các dây dẫn này vẫn dẫn điện với điện trở suất tương đương như những

dây dẫn dày. Bà Simmons cho rằng đây là điều đáng ngạc nhiên bởi thông

thường những dây dẫn càng mỏng thường có điện trở càng lớn. Điều các nhà

nghiên cứu muốn chứng minh là họ có thể duy trì mức điện trở rất thấp ở

mức độ nguyên tử.

Trong thực tiễn, theo bà Simmons, việc tạo ra một loại dây dẫn mỏng như

vậy rất có ích cho ngành bán dẫn bởi các linh kiện cần có kích cỡ ngày càng

nhỏ hơn mỗi năm. Với sản phẩm mới này, các thiết bị có thể giảm kích cỡ

tới mức độ phân tử và vẫn duy trì được mức điện trở rất thấp.

Một số nhà nghiên cứu đã chế tạo các dây dẫn nano silicon và khi kích cỡ

giảm tới dưới 10 nanomet, điện trở tăng rõ rệt. Thông thường, hiện tượng

này là do các electron dẫn điện đưa vào silicon bị hút bởi các giao diện và bề

mặt ở gần đó.

Rút kinh nghiệm từ kết quả thử nghiệm trên, các nhà nghiên cứu cố ý để các

thiết bị có các electron dẫn điện gần nhau bằng cách đặt các nguyên tử phốt-

pho vào silicon. Nhóm nghiên cứu đã gói gọn các nguyên tử này trong một

vật liệu silicon trong suốt để có thể tách khỏi các bề mặt và giao diện. Thêm

vào đó, phương pháp này giúp bảo vệ lõi trung tâm của dây dẫn, nhằm làm

cho chúng dù mỏng nhưng vẫn có điện trở thấp.

Khi có thiết bị nhỏ như vậy, các nhà khoa học có lợi thế trong quá trình phát

triển máy tính lượng tử. Giáo sư Summons giải thích đây là loại máy tính

mới trong thế giới điện toán. Nó hoạt động trong chế độ lượng tử và công

suất của máy tính tăng mạnh theo cấp số nhân, nghĩa là những gì hiện nay

con người không thể làm theo đúng tiến độ thời gian trên máy tính hiện nay

thì có thể thực hiện được nhanh chóng trên máy tính lượng tử.

Tốc độ dự đoán của máy tính lượng tử

Máy tính đầu tiên Australia sở hữu là máy CSIRAC với kích cỡ lớn tương

đương với một ga-ra xe hơi. Năng lượng để vận hành máy này bằng với

năng lượng dùng cho một tòa nhà ở vùng ngoại ô. So với máy tính ngày nay,

chiếc mày tính đó gần như không thực hiện được tính năng nào. Có lẽ máy

tính hiện nay là một CSIRAC của thế hệ máy tính lượng tử trong tương lai.

“Tôi hi vọng như vậy. Chắc chắn trong tương lai, nếu ngành công nghiệp

bán dẫn tiếp tục lớn mạnh, họ sẽ chế tạo được những sợi bán dẫn có kích cỡ

bằng nguyên tử chỉ trong vài thập kỷ tới”, bà Simmons nhận định. “Chúng

tôi đang phát triển một loại máy tính mới hoạt động theo chế độ nguyên tử

và hi vọng rằng những máy tính tương lai sẽ đạt được tốc độ điện toán như

dự đoán.”

Theo bà Simmons, với máy tính cổ điển, một số phép tính cần khoảng thời

gian lớn hơn tuổi thọ của vũ trụ để hoàn thành. Máy tính lượng tử trong

tương lai có thể thực hiện những phép toán này trong vòng vài giây hoặc vài

phút. Các nước trên thế giới cần cố gắng chế tạo một chiếc máy tính lượng

tử hữu dụng. Thế giới đang diễn ra một cuộc đua tiến tới chế tạo thành công

sản phẩm của thế hệ tương lai này. Australia có những bước tiến khả quan

trong cuộc đua và đã thực hiện chế tạo thành công dây dẫn silicon