Superinductores de silicio fabricados en líneas de fundición estándar
Investigadores producen elementos superconductores de alta inductancia en chips de silicio comerciales mediante nitruro de titanio.
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Ingenieros han construido un superinductor no lineal directamente dentro de un circuito integrado de silicio usando una configuración de fabricación estándar. La innovación de hardware combina procesamiento de silicio comercial con materiales superconductores para crear circuitos de alta impedancia para hardware cuántico.
Los chips de silicio estándar adquieren propiedades superconductoras
Los superinductores son componentes eléctricos especializados diseñados para generar niveles extremos de inductancia muy por encima de los límites de las bobinas de alambre tradicionales. En un estudio publicado en Nature Electronics, un equipo dirigido por Thomas H. Swift demostró una innovación tecnológica importante: estos dispositivos pueden fabricarse directamente sobre obleas de silicio, según informó Phys.org.
La colaboración incluyó a científicos del grupo de investigación Quantum Hardware de nanoGUNE, la startup Quantum Motion, el London Center for Nanotechnology, Imperial College London y la University of Cambridge. En lugar de depender de líneas de fabricación personalizadas de laboratorio, el grupo produjo los componentes mediante un proceso comercial de semiconductor de óxido metálico complementario.
El nitruro de titanio proporciona una alta inductancia cinética
Para construir un inductor con alta impedancia y bajas escalas de energía inductiva en una huella compacta, los investigadores utilizaron nitruro de titanio. El compuesto posee una fuerte inductancia cinética, una propiedad que permite a un conductor almacenar energía en el movimiento de los portadores de carga en lugar de hacerlo puramente en un campo magnético.
Según Phys.org, este rasgo físico permite al equipo reducir las dimensiones físicas de los componentes mientras preserva su comportamiento superconductor. El elemento de circuito no lineal resultante puede funcionar como un transistor de un solo electrón de radiofrecuencia compacto, una arquitectura de sensor comúnmente utilizada para medir qubits de espín de semiconductores en sistemas de computación cuántica.
Crioelectrónica y lectura de espín por debajo del microsegundo
Integrar superinductores directamente en chips de silicio comerciales simplifica el cableado y las interfaces físicas que normalmente se requieren entre el hardware de control a temperatura ambiente y los procesadores cuánticos fríos. Los investigadores planean combinar el resonador con transistores de múltiples compuertas para probar la lectura de espín a velocidades muy por debajo de la escala de tiempo del microsegundo, según informó Phys.org.
Más allá de la medición de qubits, la invención podría suministrar componentes para crioelectrónica de baja potencia, hardware de simulación cuántica e instrumentos utilizados en investigación espacial y radioastronomía.
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