რამდენიმე ატომის ჯგუფისგან ან მხოლოდ ერთი ატომისგან შემდგარი ტრანზისტორები კომპიუტერების ახალი თაობის საშენ მასალად განიხილება. თუმცა მათი სრული პოტენციალის გასააზრებლად მკვლევრებს ამ რთულად დასამზადებელი კომპონენტების უამრავი ასლის შექმნა მოუწევთ.

ახლა კი, სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული უნივერსიტეტის (NIST) მკვლევრებმა და მათმა კოლეგებმა მერილენდის უნივერსიტეტიდან, ატომური მასშტაბის მოწყობილობის საწარმოებლად საჭირო ეტაპობრივი გეგმა შეიმუშავა. ამ ინსტრუქციების გამოყენებით კი NIST-ის გუნდი რიგით მეორე გახდა, რომელმაც ერთატომიანი ტრანზისტორის შექმნა შეძლო.

მეცნიერებმა ფიზიკურ ღარში ინდივიდუალური ელექტრონების გადინების ინტენსივობის კონტროლი შეძლეს. ეს ფენომენი, რომელსაც კვანტურ ტუნელირებას უწოდებენ, მნიშვნელოვანი მხოლოდ მაშინ ხდება, როდესაც ეს ღარები ძალიან პატარაა, ისე როგორც ეს მინიატურულ ტრანზისტორშია. ხოლო კვანტური ტუნელირების მკაცრი კონტროლი გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა, რადგან სწორედ მისი საშუალებით ხდება ტრანზისტორების კვანტური გადახლართვა და იგი ქუბიტების შექმნის ახალ შესაძლებლობებს ქმნის.

რამდენიმეატომიანი ან ერთატომიანი ტრანზისტორის შესაქნელად გუნდმა ცნობილი ტექნიკა გამოიყენა, სადაც სილიციუმის ჩიპი წყალბადის ატომების ფენითაა დაფარული, რომელიც მას მარტივად ებმის. გუნდმა ამ ფენაზე განთავსებული წყალბადის ატომები კონკრეტულ ადგილებიდან ამოიღო, დარჩენილები კი ზედაპირზე ფოსფინის (PH3) დამატებისას ერთგვარ ბარიერად იქცა — PH3-ის მოლეკულები მხოლოდ იმ ადგილებს მოერგნენ, რომლებიც წყალბადისგან გათავისუფლდა.

შემდეგ, მკვლევრებმა სილიციუმის ზედაპირი გააცხელეს. ამან PH3-ის წყალბადის ატომების განდევნა გამოიწვია, დარჩენილ ფოსფორის ატომებს კი ზედაპირზე დამოუკიდებლად დამაგრება მოუწიათ. დამუშავების შემდეგ კი დამაგრებულმა ფოსფორის ატომებმა სტაბილურ ერთატომიან მოწყობილობებს დაუდეს საფუძველი, რომლებსაც ქუბიტებად მუშაობის პოტენციალი აქვთ.

"ჩვენ გვჯერა, რომ ჩვენი მეთოდი, ატომურ მასშტაბებზე, უფრო სტაბილური და ზუსტი მექანიზმების შექმნაში დაგვეხმარება", — განაცხადა კვლევის ერთ-ერთმა ავტორმა.

"რადგანაც კვანტური ტუნელირება ნებისმიერი კვანტური მექანიზმისთვის, მათ შორის ქუბიტებისთვის, ფუნდამენტურია, ერთი ელექტრონის დინების კონტროლი ნამდვილად შთამბეჭდავი მიღწევაა", — აცხადებს კვლევის მონაწილე ჯონათან ვირიკი.