اطلاعات کوانتومی/کامپیوتر کوانتومی اسپین هسته با پایه سیلیسیم/ساختن کامپیوتر
| آماده کردن کامپیوتر | ساختن کامپیوتر | سیر تحول تاریخی کامپیوترهای کوانتومی |
واضح است که ساختن کامپیوتری که در اینجا ارائه شد، چالشی عظیم در بر دارد: مواد می‌باید تقریباً به طور کامل عاری از ناخالصی بار و اسپین باشند، تا از افت و خیزهایی که منجر به ناهمدوسی در کامپیوتر می‌شود، جلوگیری شود. بخشنده‌ها را باید در فاصله صدها A زیر سطح ماده، در آرایه‌ای منظم قرار داد. بالاخره، دریچه‌ها را باید با ابعاد عرضی و فواصل تقریباً A 100 بر سطح طراحی کرد، چنان که با آرایة بخشنده‌های زیر هم‌گام باشند. اگرچه می‌توان از SiO2 به عنوان مادة سدساز در کامپیوتر استفاده کرد (یعنی همان فناوری متعارف MOS که در ابزارهای الکترونیکی متعارف امروزی وجود دارد). نیاز به کاهش دادن بی‌نظمی و افت و خیزها به حداقل ممکن، ممکن است بالاخره باعث شود موادی از نوع لایه‌ای چند ساختاری، مثل Si/SiGe، به Si/SiO2 ترجیح داده شوند.
مشهودترین مانع ساختن کامپیوتر کوانتمی بالا ساختن آرایة بخشنده‌ها در لایه Si و زیر لایه سد است. فعلاً، ساختارهای نیمرسانا لایه به لایه جاسازی می‌شوند. روش آلایش ، بخشنده‌ها را روی یک صفحه در ماده قرار می‌دهد، اما توزیع آنها در صفحه کاتوره‌ای است. برای کامپیوتر کوانتمی‌یی که در اینجا متصور شده‌ایم، لازم است بخشنده‌ها در آرایه‌ای یک بعدی یا دو بعدی قرار داده شوند؛ به علاوه، در هر یاختة آرایه باید دقیقاً یک بخشنده جا داده شود. این ساختن آرایه به روش لیتوگرافی، کاشت یون، یا جادادگی کانونی شده را بسیار دشوار می‌کند. روشهایی که امروزه دارند شکل می‌گیرند و برای جا دادن تک اتمهای روی سطوح میکروسکوپ تونلی روبشی در خلأ فرا زیاد، یا روشهای اپتیکی اتمی، را به کار می‌گیرند، احتمالاً راه‌های خوبی خوبی برای نشاندن بخشنده‌ها، باید لایه‌های Si با کیفیت بسیار خوبی بر سطح رشد داد.
ساخت آرایه‌های بزرگ بخشنده ممکن است دشوار از آب درآید، اما ابزارهای دو اسپینی را می‌توان با روشهای کاتوره‌ای آلایش ساخت. از اینها می‌توان برای آزمودن عملهای منطقی و روشهای سنجش یاد شده استفاده کرد. فقط کسر کوچکی از چنین ابزارهایی درست کار خواهند کرد، اما مدارهای چند کانال به یک کانال الکترونیکی Si متعارف را می‌توان برای بررسی تک تک تعداد زیادی از این ابزارها به کار گرفت. سادگی ساخت این نوع مدارهای مخلوط (که هم خصلت کوانتومی دارند و هم خصلت سنتی) یک ویژگی به ویژه جذاب محاسبه کوانتومی بر اساس Si است.
در کامپیوترهای کوانتمی اسپین هسته‌ای با ساختار پایه‌ای سیلیسیم، حالتهای کوانتومی بسیار همدوس مورد نیاز برای محاسبه کوانتمی در ماده‌ای نشانده می‌شوند که امکانات به کارگیر ساختارهای پیچیده کامپیوتری در آن کاملاً شناخته شده‌اند.
چالشهای مهمی که تحقق کامپیوتر کوانتمی با آن مواجه است، خصوصاً در ساخت ابزارهای دریچه‌دار در مقیاس A100، مشابه چالشهایی است که نسل آینده الکترونیک متعارف با آن روبرو است، در نتیجه فناوریهای نوین ساخت، که برای الکترونیک متعارف در حال شکل گیری است، مستقیماً بر تلاش‌هایی که برای ساخت کامپیوتر کوانتمی بر پایه Si انجام می‌شود تأثیر خواهد گذاشت؛ بنابراین، ممکن است روزی برسد که کامپیوترهای کوانتمی‌یی که آن قدر پیچیده هستند که توان نظری بالقوة نظری بالقوة خود را برآورند، با همان فناوری موجود برای ساخت کامپیوترهای متعارف ساخته شوند.