Звуки, которые можно услышать, прослушав приведенную ниже аудиозапись, походят на звуки автомата для игры в пинбол, прошедшие сквозь несколько слоев дребезжащей жести от консервных банок. Однако, эти все звуки являются фактическим шумом, издаваемым отдельными ионами, электрически заряженными атомами фосфора, в момент их столкновения с поверхностью кремниевого чипа.
"Каждый звук, который вы слышите, издается отдельным атомом при столкновении последнего с кремниевой заготовкой будущего квантового чипа" - рассказывает профессор Дэвид Джэмисон (David Jamieson), под руководством которого проводятся данные исследования.
Напомним нашим читателям, что работа квантовых компьютеров основана на возможности управления и считывания определенного квантового состояния квантовых битов, в данном случае - направления вращения атомов фосфора, заключенных в кремниевом окружении. Это означает, что такие атомы должны быть весьма точно помещены в определенных местах наносистемы чипа, посредством которой и осуществляется управление и считывание их квантового состояния.
Группа профессора Джэмисона размещает атомы фосфора на кремниевом чипе при помощи миниатюрного ускорителя частиц, который стреляет лучом ионов через трафарет с наноразмерными отверстиями. Отдельные ионы, которым удается пройти сквозь отверстия в трафарете, попадают в строго заданные места кремниевого чипа. И при помощи такой незатейливой с первого взгляда технологии гарантируется, что единичные атомы фосфора размещаются в заданных местах чипа с точностью, достаточной для производства чипа квантового компьютера.
Вышеописанное чем-то смахивает на громкие эксперименты, проводимые учеными Европейской организации ядерных исследований CERN. Однако, все это является сильно упрощенным вариантом современных технологий, при помощи которых "мертвые" куски кремния превращаются в "сердца" наших компьютеров, смартфонов и прочей электронной техники.
Для того, чтобы сделать запись звуков столкновений атомов с кремнием, ученые из австралийского Исследовательского центра квантовых вычислений и коммуникационных технологий (Australian Research Council Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology) использовали крошечные электроды, способные зарегистрировать удар каждого отдельного иона при ударе его об поверхность кремния. Сигнал с этих электродов, прошедший через усилители и подвергнутый серьезной математической обработке и является источником звука.