维度网讯,imec本周在ITF World上展示了全球首款使用高数值孔径(High NA)EUV光刻制造的量子点量子比特器件。imec表示,这是首款使用High NA EUV光刻制造的集成硬件设备,标志着向更可靠量子比特的工业化扩展迈出一步。
量子计算机在解决新药开发或物理过程模拟等复杂计算问题时,性能可能远超传统计算机。但构建一台有用的量子计算机,需要将数百万个相互连接的量子比特大规模扩展,并确保高可靠性和精确控制。
在多种研究的量子平台中,硅量子点自旋量子比特因生产工艺与标准硅基计算机芯片(CMOS)基本兼容,被认为是工业化扩展的有前途候选者。imec在这一研究领域拥有全球权威地位。
imec项目负责人兼量子集成工程师Sofie Beyne解释,硅量子点自旋量子比特的优势在于可以利用数十年的半导体创新成果,并重复使用整个硅扩展生态系统,使量子器件从实验室走向大规模可制造系统。
硅量子点自旋量子比特将电子限制在硅纳米结构(栅极层)内,利用被捕获电子的“自旋状态”存储量子信息。各栅极之间的间隙必须最小化以限制环境噪声。imec成功制造了功能正常的量子比特网络,间隙仅为6纳米。得益于这种硬件组件的纳米尺度,理论上可将数百万个量子比特集成到单个芯片上。
imec院士兼量子计算项目总监Kristiaan De Greve表示,High NA EUV能够实现硅量子点量子比特的精确图案化,由于相邻量子点之间的耦合强度随间隙呈指数级增长,需要可靠地图案化量子点控制电极之间仅几纳米的间隙。这得益于集成和图案化团队以及ASML的High NA EUV技术。
该演示建立在imec此前在硅量子点自旋量子比特的成果基础上,该成果已证明CMOS兼容工艺可实现低电荷噪声和稳定的量子比特操作。通过在制造过程中加入High NA EUV光刻,焦点从实验室中的单个演示器件转移到300毫米晶圆厂兼容、可重复的量子比特。
imec指出,High NA EUV光刻对于推动亚2纳米逻辑和高密度存储器技术至关重要,它也将为未来量子计算硬件发挥关键作用。
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