Wetenschappers uit Australië en de Verenigde Staten hebben met nooit eerder vertoonde precisie een nanotransistor gebouwd. Het door hun gemaakte elementaire chiponderdeel bestaat uit één enkel fosforatoom, ingebed in silicium. Ze beschrijven hun prestatie in een artikel in wetenschapsblad Nature.
Wet van Moore kan door
Deze doorbraak kan de basis vormen voor de computer van de toekomst. Er lopen al langer dergelijke experimenten, maar de grootste doorbraak nu is dat het mogelijk is de plaats van het fosforatoom exact te bepalen en te controleren. Daarmee zijn atomen betrouwbaar in te zetten als transistoren voor futuristische chips.
Het onderzoek bewijst dat de Wet van Moore, die stelt dat het aantal transistors in een chip elke 2 jaar verdubbelt, voorlopig nog zal gelden. Die constatering van Intels mede-oprichter Gordon Moore staat de laatste jaren onder druk, vanwege natuurkundige grenzen bij de constante miniaturisering van chipcomponenten. Steeds exotischere materialen en steeds complexere productieprocessen zijn nodig om op nanoschaal stroom door te geven of juist tegen te houden zónder lekkage aan omringende componenten.
Over 20 jaar op de markt
De nu gemaakte transistor van één atoom vormt ook een belangrijke doorbraak op het gebied van kwantumcomputers. Want het fosforatoom fungeert namelijk als een kwantum bit, ofwel qubit. Dat betekent dat zijn toestand niet '0' of '1' is zoals bij een reguliere transistor, maar dat die tegelijkertijd verschillende toestanden kan aannemen. Deze bizarre eigenschap maakt het theoretisch mogelijk dat computers ingewikkelde berekeningen veel sneller kunnen uitvoeren.
De opstelling van de nanotransistor zelf is nog verre van praktisch. Het voornaamste struikelblok is het feit dat het alleen werkt bij temperaturen net boven het absolute nulpunt. Hierdoor worden een heleboel verstorende effecten onderdrukt, die de toepassing bij kamertemperatuur hoogst onzeker maken. De verwachting is dat gebruik zonder superkoeling pas over een jaar of twintig realiteit zal zijn.