اكتشاف خارق
اكتشف فريق دولي من الباحثين بقيادة الدكتور بيتر جاكوبسون من جامعة كوينزلاند الأسترالية اختراقاً علمياً طال انتظاره: تحويل مادة الجرمانيوم، وهي أساسية في صناعة أشباه الموصلات، إلى موصل فائق. هذا الإنجاز يوصف بأنه نقلة نوعية في مجال الكم، ويمهد الطريق لأجيال جديدة من الأجهزة الكمومية الهجينة التي تجمع بين قوة الحوسبة الكلاسيكية والكمومية في شريحة واحدة وأكثر موثوقية.
الحل لمشكلة التكامل
الموصلات الفائقة مواد حاسمة في بناء الأجهزة الكمومية، حيث توصل الكهرباء دون مقاومة تقريباً، والأهم أنها تساعد في الحفاظ على التماسك الكمي. المشكلة السابقة كانت أن الموصلات الفائقة التقليدية مثل النيوبيوم هي مواد غريبة لا تتناسب بسهولة مع تقنيات تصنيع رقائق الكمبيوتر المعيارية المعتمدة على أشباه الموصلات مثل الجرمانيوم والسيليكون.
التفرد التقني
الجرمانيوم مادة أساسية وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة، ما يجعل دمجه في خطوط الإنتاج الحالية قابلاً للتطوير على نطاق واسع. أظهرت الأبحاث السابقة التي حاولت وضع الموصلات الفائقة فوق أشباه الموصلات عيوباً في البنية البلورية عند الواجهات، ما يؤدي إلى اضطراب طفيلي يسبب امتصاص الإشارات وفقدان التماسك. نجح الفريق في ابتكار موصل فائق من الجرمانيوم عبر عملية تنشيط بمادة الغاليوم وتعديلها باستخدام تقنيات أشعة سينية متقدمة. هذا سمح لطبقات الجرمانيوم المنشطة بالغاليوم وطبقات السيليكون بالجلوس فوق بعضها البعض مع بنية بلورية موحدة تماماً. يوضح الدكتور جاكوبسون أن الاضطراب هو في الواقع تأثير طفيلي في تكنولوجيا الكم، والمادة الجديدة تسمح بتصنيع رقائق تجمع بين أفضل خصائص أشباه الموصلات والموصلات الفائقة.
التبريد الفائق
كما هو الحال مع معظم الموصلات الفائقة، لا يعمل هذا الموصل الجديد المصنوع من الجرمانيوم في درجة حرارة الغرفة. فهو يحتاج إلى التبريد إلى درجات حرارة منخفضة جداً، وعلى الرغم من أن هذه الحاجة تمنع استخدام المادة في الأجهزة الاستهلاكية اليومية، فإنها تصبح ميزة في عالم الحوسبة الكمومية. يقول الخبير ديفيد كاردويل من جامعة كامبردج إن هذه التطورات قد تمثل نقلة نوعية في مجال الكم، لأنها تتيح أداءً أعلى في بيئة شديدة البرودة. وبما أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية نفسها تتطلب التبريد الفائق لعمل البتات، فإن الموصل الفائق المصنوع من الجرمانيوم يتوافق تماماً مع متطلبات بيئة التشغيل هذه.