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英特尔晶圆厂使用先进工艺成功制造量子比特芯片

2022-04-24 15:59:21 Nature Electronics 阅读:
近日,代尔夫特理工大学 (TU Delft) 和英特尔公司的研究人员在英特尔半导体制造工厂使用替代和先进工艺成功地在28 Si/ 28 SiO 2界面上制造了量子点。他们的论文发表在Nature Electronics上,展示了依靠当前制造设备量产全尺寸量子器件的可行性。

量子计算机是很有前途的计算机,可以利用量子物理状态的集体属性进行计算,这些计算机可以帮助解决目前传统计算机难以解决的许多计算问题。C2vednc

但由于全尺寸量子计算机集成了数百万个量子比特,现有的量子计算机主要是使用电子束光刻和传统的剥离工艺制造的,极大地限制了它们的生产率,因此目前大规模制造量子计算机非常具有挑战性。C2vednc

为了确保它们可以使用工业半导体制造工艺生产,量子设备工程师一直在尝试创建基于硅量子点的量子计算机。C2vednc

如果能利用现有芯片制造工艺生产硅量子芯片,必将大大缩短实用型量子计算系统的落地周期。C2vednc

近日,代尔夫特理工大学 (TU Delft) 和英特尔公司的研究人员在英特尔半导体制造工厂使用替代和先进工艺成功地在28 Si/ 28 SiO 2界面上制造了量子点。他们的论文发表在Nature Electronics上,展示了依靠当前制造设备量产全尺寸量子器件的可行性。C2vednc

C2vednc

英特尔指出,此次双方已经成功在单一晶圆上制造出超过10000个阵列及多个硅自旋量子比特,良品率超过95%,而且量子比特数及良品率均高于现有量子比特制造工艺。C2vednc

研究人员的硅量子点是在英特尔设施中制造的,采用全光学光刻技术和全工业处理工艺。光学光刻,也称为光刻,是一种使用感光材料将图案转移到基板上的制造技术。C2vednc

代尔夫特理工大学的研究人员之一 Lieven Vandersypen表示:“这项工作建立在 QuTech 对半导体自旋量子比特 20 年的探索性研究以及英特尔数十年来先进半导体制造开发的基础之上,主要目标是在一个联合研究项目中将这两个世界联合起来,利用英特尔的先进制造设施实现半导体量子比特。”C2vednc

QuTech是一家由代尔夫特理工大学(TU Delft)与荷兰应用科学研究组织(TNO)合作建立的企业,专注于量子计算研究。C2vednc

C2vednc

“我们利用我们的晶体管制造专业知识为量子比特创建了一条定制的研发线,”英特尔的量子器件工程师 Ravi Pillarisetty表示,“这使我们能够直接利用我们在过去 50 年中推动摩尔定律的工艺创新的丰富历史。”C2vednc

这组研究人员最近的工作表明,使用现有的制造工艺大规模制造统一且可靠的量子比特是可能的。他们创建的量子位直接与与当前半导体制造相关的先进互连和电路设计方案兼容。C2vednc

虽然研究报告双方均将这一发现视为重大突破,但其中似乎仍有不少等待解答的问题。至少在短时间内,我们还不太可能看到英特尔生产线批量产出硅量子比特芯片。C2vednc

报告还提到,虽然现有方案还存在着设计缺陷、量子比特性能可扩展性较差等现实挑战,但英特尔与QuTech建立的这套全流程300毫米晶圆集成生产线已经开辟出一条大量实验、不断加快开发速度的光明道路。C2vednc

报告总结道,“此次证实的硅自旋量子比特与工业半导体生产设施的兼容性,让我们看到了未来扩展并建立高容错、全栈量子计算机方面的无限可能。”C2vednc

参考链接:C2vednc

Qubits made by advanced semiconductor manufacturingC2vednc

Demi Xia编译C2vednc

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