Тонкий слой, тихие кубиты экспресс
Квантовый бит — как юла, которая должна крутиться долго, не шатаясь. В германии такие юлы научились запускать, но вокруг всегда дрожит пол: электрические помехи сбивают вращение. Чтобы пол был ровнее, сверху обычно кладут толстый слой кремний-германия — он как ковёр, приглушающий шаги.
Но если хочется поставить рядом сверхпроводящие детали (они нужны для некоторых квантовых фокусов), толстый ковёр мешает: сверхпроводник должен быть близко. Авторы новой работы рискнули сделать ковёр очень тонким — всего 4 нанометра, это в пять раз тоньше, чем обычно. Чтобы не испортить сверхпроводник высокой температурой при нанесении изоляции, они разработали процесс осаждения оксида при низкой температуре.
И вот итог: шум в квантовых точках на тонком ковре оказался почти таким же, как на толстом — около 1.8 микроЭв на корень из герца. Это как если бы юла на тонком коврике крутилась так же ровно, как на толстом. Значит, можно совмещать германиевые кубиты со сверхпроводниками без потери качества.
Такой гибрид открывает дорогу к устройствам, где квантовая информация хранится в спине электрона, а передаётся через сверхпроводящие контакты. Тонкий ковёр больше не помеха.
Германий был материалом первых транзисторов в 1947 году, но потом уступил место кремнию. Теперь он возвращается в квантовые технологии благодаря своим чистым спинам.