Terobosan IBM: Transport Elektron Balistik pada Persimpangan Silang Nanowire InAs
Dipublikasikan hari ini di jurnal peer-reviewed Nano Letters, ilmuwan IBM telah berhasil mengarahkan elektron melalui nanowire semikonduktor InAs III-V yang terintegrasi pada silikon, mencapai transportasi balistik untuk pertama kalinya. Tonggak ini membentuk landasan untuk perangkat kawat kuantum generasi berikutnya yang dapat diintegrasikan ke dalam sistem komputasi berkinerja tinggi masa depan.
Dr. Johannes Gooth, penulis utama dan ilmuwan IBM, menjelaskan signifikansi pekerjaan ini dalam Q&A terperinci.
Q: Judul makalah adalah “Ballistic one-dimensional InAs nanowire cross-junction interconnects.” Apa tantangan yang dihadiri oleh transportasi balistik skala nano ini?
JG: Mirip dengan menembakan roket, tetapi pada skala atom. Elektron bepergian dari satu kontak ke kontak berseberangan tanpa pencaran, mempertahankan keadaan kuantum penuh—energi, momentum, dan spin. Tantangannya adalah memproduksi nanowire yang geometris presisi dan bebas dari pencaran internal. Proses epitaksi selektif yang dibantu templat (TASE) yang dikembangkan di IBM Zürich memberikan tingkat kontrol tersebut untuk pertama kalinya.
Q: Bagaimana penelitian ini dibandingkan dengan teknologi kuantum lainnya?
JG: Berbeda dengan platform optik atau superkonduktor, teknik kami dapat diskalakan dan sepenuhnya kompatibel dengan proses CMOS standar, sehingga menarik untuk penerapan industri.
Q: Peran transportasi kuantum dalam membangun komputer kuantum universal apa?
JG: Koneksi balistik secara dramatis memperluas ruang keadaan komputasi dibandingkan sistem yang terhubung secara klasik. Penggabungan nanowire kami dengan superkonduktor memungkinkan komputasi kuantum yang dilindungi topologis dan tahan gangguan—keuntungan esensial untuk komputer kuantum universal.
Q: Dapatkah ini diproduksi dengan proses yang ada, dan langkah selanjutnya apa?
JG: Ya, perangkat kami terintegrasi dengan mulus ke dalam alur kerja CMOS yang ada. Fase berikut melibatkan fungsionalisasi persimpangan silang—menambahkan hibrida superkonduktor untuk braiding Majorana dan titik kuantum—untuk membangun sirkuit kuantum yang sepenuhnya operasional.
Ballistic one-dimensional InAs nanowire cross-junction interconnects, Johannes Gooth, Mattias Borg, Heinz Schmid, Vanessa Schaller, Stephan Wirths, Kirsten E Moselund, Mathieu Luisier, Siegfried Karg, and Heike Riel, Nano Letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00400, Publication Date (Web): March 23, 2017
