Quantum Motion的硅基量子芯片在量产方面取得新进展
英国量子计算初创公司Quantum Motion在对硅芯片上的量子器件测量方面创造了新的世界纪录。该公司已经能够放置数千个量子点设备在芯片上,并把该芯片与在极低温度下工作的控制电子设备集成了在一起,并且所有这些设备都是在商业半导体代工厂制造的单个硅芯片上实现。这为利用现有硅制造工艺来大规模生产量子芯片奠定了基础。
Quantum Motion这个被称为“Bloomsbury”的最新芯片是一款3x3mm²器件,它由代工厂使用与标准电子芯片相同的大规模生产工艺进行制造。与普通计算机芯片不同的是,Bloomsbury包含数千个量子点,可以将单个电子一个一个地加载到这些量子点中,以作为量子比特。该团队在此类设备的质量表征方面取得了巨大的飞跃,他们展示了如何在创纪录的12分钟内测量1024个面积小于0.1mm²的量子点。所有这些都是在几十毫开尔文的温度下实现的,这是自旋量子比特以最小错误率运行所必需的条件。
Quantum Motion集成电路负责人Alberto Gomez Saiz说:“该团队创建了一种定制的‘量子基元’,这是我们的晶体管版本,晶体管是传统CMOS电路的基础组成部分,我们可以用它来捕获单个电子。将这些芯片与我们设计的能在极低温下工作的传统电子设备集成在一起,使我们能够读取数千个量子设备,而且只有9根电线进入制冷机。这消除了扩展时遇到的主要(布线)瓶颈。”
Quantum Motion首席量子硬件工程师M. Fernando Gonzalez-Zalba说:“我们开发了高频读出技术和自动化软件来测量有1024个量子点的阵列,并在12分钟内测量出它们呈现单电子行为。这比其他行业方法要快100倍,其他方法可能需要24小时或更长的时间才能读取完相同数量的量子点。”
这些由Quantum Motion设计的芯片是在一家商业代工厂进行制造的,采用了300毫米的晶圆生产工艺,可实现高产量和大批量的芯片制造。他们与代工厂进行了密切的合作,并取得了这一令人印象深刻的结果,这实现了开发可扩展量子计算机的一个重要里程碑。
Quantum Motion的首席技术官John Morton评论说:“这一成果是我们的IC工程师和量子物理学家真正的一个跨学科努力,它加速了量产量子芯片的进程。并显示了利用先进的硅铸造工艺开发量子处理器的巨大潜力。”(编译:Qtech)