Команда австралийских инженеров объявила о создании первого работающего «квантового разряда» (кьюбита) из единственного атома фосфора, встроенного в привычный всем нам кремниевый чип. Основы данного достижения были заложены еще в 1998 году, когда профессор Университета Южного Уэльса Брюс Кейн (Bruce Kane) опубликовал статью, рассказывающую о возможности внедрения в среду чистого, без наличия примесей, кремния, атомов фосфора. Спустя четырнадцать лет данная идея получила практическое воплощение.
Для создания данного «квантового чипа» инженерам пришлось сначала разработать кремниевый транзистор, настолько миниатюрный, что электроны в нём буквально «следуют один за другим». Затем рядом с данным транзистором был размещён атом фосфора. Электрический ток проходит через транзистор только в том случае, если один электрон из атома фосфора попадает в середину кремниевого транзистора. Таким образом, контролируя электроны фосфора, можно контролировать также протекающий через транзистор электрический ток.
Чтобы контролировать электроны атома фосфора, нужно изменить их момент импульса, так называемый спин. В данном случае это достигается небольшой дозой микроволнового излучения. Когда атом фосфора находится в своём базовом состоянии, транзистор считается закрытым, или же хранящим значение 0. После воздействия излучения электроны меняют ориентацию в пространстве, один из них попадает на транзистор; после этого он считается включенным, имеющим значение 1.
Отличием данной разработке от некоторых других, существующих к настоящему моменту, является использование привычных кремниевых чипов. Вместе с их использованием отпадает возможность потратить миллиарды долларов и много лет на исследования и разработку новых, «квантовых процессоров» с нуля. Вместе с этим появляется также надежда, что коммерческое применения квантовых компьютеров начнётся раньше, чем мы ожидали до сих пор.
Как ожидается, переход в будущем на квантовые компьютеры принесёт выгоды по меньшей мере в трёх направлениях: поиск информации в больших базах данных, шифрование и дешифрование данных, и моделирование атомных структур, таких как биологические молекулы. Кроме того, возможно появление новых областей применения, которые при нынешнем подходе пока невозможно даже предвидеть.
