Đột phá trong phủ vàng nâng cao độ ổn định và quy mô của chip lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Riverside, do nhà vật lý Peng Wei dẫn đầu, đã phát triển một kỹ thuật đột phá nhằm nâng cao độ ổn định và khả năng mở rộng của chip lượng tử bằng cách phủ một lớp vàng siêu mỏng lên các vật liệu siêu dẫn. Máy tính lượng tử dựa vào các qubit, vốn rất nhạy cảm với nhiễu môi trường và các khuyết tật vi mô trong vật liệu làm gián đoạn trạng thái lượng tử mong manh của chúng. Nhóm của Wei đã giải quyết vấn đề này bằng cách lắng đọng một lớp vàng đồng nhất dày khoảng mười nguyên tử lên niobi, một kim loại siêu dẫn phổ biến được sử dụng trong bộ xử lý lượng tử. Lớp vàng này làm mịn các khuyết tật bề mặt thường giữ lại các cặp Cooper — các cặp electron chịu trách nhiệm cho hiện tượng siêu dẫn — từ đó giảm nhiễu và bảo toàn sự kết hợp của qubit mà không làm suy giảm tính chất siêu dẫn. Lớp phủ vàng hoạt động như một lớp bảo vệ hóa học trơ và ổn định, ngăn ngừa quá trình oxy hóa và sự can thiệp từ môi trường, tạo ra sự cân bằng giữa độ dày và tính siêu dẫn. Đổi mới này tương thích với các quy trình chế tạo chip hiện có, khiến nó trở nên hấp dẫn cho phát triển máy tính lượng tử thương mại. Kỹ thuật này đã thu hút sự quan tâm từ các tổ chức hàng đầu như MIT, NIST và SEEQC.