Mas microengenheiros da Universidade de New South Wales descobriram isso antes do tempo previsto, fazendo um transistor que consiste em um único átomo de fósforo, colocado precisamente em um cristal de silício.

Transistor de apenas um único átomo já tinha sido feito antes, mas com uma margem de erro de 10 nanômetros. Os pesquisadores tiveram que pesquisar através de diversos dispositivos ou sintonizar átomos multi-dispositivos para isolar apenas um que funcionasse.

“Este dispositivo é perfeito”, comenta a professora Michelle Simmons, diretora do Centro de ARC para Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação. “Esta é a primeira vez que alguém demonstrou o controle de um único átomo em um substrato com este nível de precisão”.

O dispositivo consiste de um átomo individual colocado em eletrodos de escala atômica e portões de controle eletrostáticos. O dispositivo microscópico ainda tem pequenos marcadores visíveis gravados em sua superfície para que os engenheiros possam conectar contatos de metal aplicando uma tensão.

Para fazê-lo, a equipe bateu um cristal dentro de uma câmara de vácuo ultra-alto e, em seguida, utilizaram um microscópio de varredura por tunelamento (STM) para manipular átomos individuais. Colocaram átomos de fósforo em um cristal central, cobrindo em seguida com uma camada de hidrogênio.

Átomos de hidrogênio selecionados foram então removidos com a ponta microscópica de um metal e uma reação química controlada incorporou átomos de fósforo dentro da superfície do silício. Finalmente, a estrutura foi revestida de silício e uma liga metálica foi formada.

Transistores são dispositivos semicondutores que podem amplificar e comutar sinais eletrônicos quando a corrente é aplicada a um par de terminais do transistor. Eles são parte fundamental de quase todos os dispositivos eletrônicos.

Quando eles são feitos com este tamanho, não apenas você pode obter um melhor processamento a partir de um minúsculo chip, mas também podem ser usados para construir um computador quântico: um que utilize os diversos fenômenos da mecânica quântica – superposição e emaranhamento e assim por diante – para realizar cálculos incrivelmente rápidos.