
Наследники Левши?


Российские ученые разработали технологию создания логических элементов вычислителей на новых физических принципах с точностью до 0,2 ангстрема (0,02 нм). Методика открывает дорогу к дальнейшей миниатюризации вычислительных элементов и созданию суперкомпьютеров нового поколения. В частности, Россия сможет серийно изготавливать квантовые процессоры с тысячами кубитов — сверхпроводниковых искусственных атомов — с точно заданными параметрами.
(Источник)
Российские ученые из центра «Шухов. Нано» (совместный центр МГТУ им. Баумана и ВНИИА имени Н.Л. Духова на базе кластера Квантум Парк) разработали технологию для создания квантовых процессоров нового поколения. Она базируется на инновационном методе формирования логических элементов с точностью до 0,2 ангстрема (0,02 нанометра, то есть, две стотысячных доли микрона).
Как объяснили исследователи, внедрение методики позволит совершить прорыв в создании средств обработки информации и заложить технологическую базу для серийного производства вычислительных устройств нового поколения. В частности, в России и мире смогут массово производить тысячекубитные квантовые компьютеры на сверхпроводниковой платформе.
— Ведущие современные процессоры вмещают десятки и даже сотни миллиардов транзисторов (наноразмерных электронных переключателей) на одном кремниевом чипе. При этом «сжать» транзисторы до размеров атома, что в разы увеличит их количество, — рубеж, к которому стремятся многие разработчики, — рассказал «Известиям» один из создателей технологии, руководитель кластера «Квантум Парк» МГТУ им. Н.Э. Баумана Илья Родионов.
Две десятых ангстрема — это величина в пять раз меньше атома водорода. На таком масштабе работают не классические микроэлектронные устройства, а процессоры, использующие квантовые эффекты. Как объяснил ученый, в основе современных микроэлектронных устройств находятся многослойные наноструктуры. Они состоят из атомарно тонких слоев металлов, оксидов металлов и полупроводников. Толщина такого «сэндвича» — в десятки тысяч раз тоньше человеческого волоса.
Суть новой технологии заключается в том, что ученые научились воздействовать на эти слои единичными ионами гелия или неона. В результате в кристаллической решетке металла образуются подвижные эффекты. Они перемещаются к границе между металлом и оксидом и вытягивают атомы кислорода. Из-за этого слой оксида становится чуть толще. Причем соседние структуры не повреждаются.
— Технология позволяет контролируемо и с точностью до долей атома (±0,2 ангстрема) управлять эффективной толщиной диэлектрического слоя. В процессе обработки ионы инертных газов ювелирно модифицируют кристаллическую решетку материала, доводя толщину диэлектрика до проектной с субангстремной точностью. Управление преобразованием слоев осуществляют с помощью внешней электроники. Процесс полностью автоматизирован и занимает секунду на один логический элемент, — уточнил Илья Родионов.
Новая методика, добавил он, получила название IDEA-технология. Это сокращение от английского Ion beam-induced DEfects Activation, что переводится как «активация дефектов фокусированными ионами». Такая технология предложена Россией впервые в мире. Конкурирующие разработки — лазерный отжиг, электронное облучение и электрическая обработка — отличаются на порядки большей площадью воздействия, требуют больше времени и не дают возможности обработать близкие структуры нанометровых размеров.
Сверхпроводящие квантовые компьютеры, объяснил ученый, одна из ведущих технологий квантовых вычислений. В качестве кубитов (логических элементов) эти машины оперируют «искусственными атомами» — крошечными микросхемами, которые ведут себя как настоящие (с ядром и электронной оболочкой), но дают больше возможностей для управления квантовыми состояниями — суперпозицией, запутанностью и другими.
— Процесс управления наноструктурами просчитывают и моделируется заранее — на уровне отдельных молекул. После специалисты «тюнингуют» изготовленные кубиты на нужную частоту, приближая выход годных квантовых схем к 100%. Отклонение от проектной частоты составляет не более ±0,35%, — описал методику ведущий разработчик сверхпроводниковых квантовых процессоров «Квантум Парка» Никита Смирнов.
Он добавил, что IDEA-отжиг позволяет изменять частоту кубитов непосредственно в составе многокубитных квантовых процессоров. Разброс в 0,35% по чипу — на сегодняшний день одно из лучших достижений в мире. Представленная технология дает возможность создавать практически идентичные логические элементы, что открывает возможности для конструирования тысячекубитных квантовых процессоров.
PS. Интересно, насколько все это реально и насколько мы приблизились к понятию "Бог — творец материи"? На заставке — российская экспериментальная установка для сборки квантовых процессоров. Наверное, бешеных денег стоит. :)
PPS. Шумеры, а что с лицом? Впрочем, вы, скорее всего, просто ничего не поняли.
|
</> |