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 phốtpho 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 q trình phát
triển máy tính lượng tử. Giáo sư Summons giải thích đây là loại máy tính
mới trong thế giới điện tốn. Nó hoạt động trong chế độ lượng tử và cơng
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 đốn 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 ơ. So với máy tính ngày nay,
chiếc mày tính đó gần như khơng 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 tốn này trong vịng 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