英特尔在《自然》杂志上发表了一篇题为“在300 mm自旋量子比特晶圆上检测单电子器件”的研究论文,展示了领先的自旋量子比特均匀性、保真度和测量数据。这项研究为硅基量子处理器的量产和持续扩展奠定了基础(构建容错量子计算机的必要条件)。
英特尔制造的300毫米自旋量子位晶片
英特尔的量子硬件研究人员开发了一种300mm低温检测工艺,该工艺使用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术来收集整个晶片上自旋量子位器件性能的大量数据。
量子比特器件成品率的提高,再加上高通测试技术,使得英特尔的研究人员能够基于更多的数据来分析均匀性,这是扩展量子计算机的重要一步。研究人员还发现,这些晶片上的单电子器件作为自旋量子位表现良好,门保真度达到99.9%。这种保真度为完全基于CMOS技术制造的量子位树立了行业领先水平。
自旋量子比特的尺寸更小,直径约为100纳米,因此其密度高于其他类型的量子比特(如超导量子比特),从而可以在相同尺寸的芯片上构建更复杂的量子处理器。英特尔使用极紫外光刻(EUV)技术实现了小尺寸自旋量子位芯片的大规模生产。
实现百万均匀量子比特的容错量子计算机需要高可靠的制造技术。凭借在晶体管制造领域丰富的专业积累,英特尔走在了行业的最前沿,采用先进的300 mm CMOS制造技术制造硅自旋量子位。300 mm CMOS制造技术通常可以在单个芯片上集成数十亿个晶体管。
在这些研究成果的基础上,英特尔希望继续取得进展,利用这些技术添加更多的互连层,制造更高量子位和更多连接的2D阵列,并在工业制造过程中实现高保真2量子位门。在量子计算领域,英特尔未来工作的重点是通过下一代量子芯片,继续拓展量子器件,提升性能。