La revista Naturaleza ha publicado un artículo de investigación, "Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers", que demuestra la uniformidad, la fidelidad y las estadísticas de medición de última generación de los qubits de espín. Esta investigación líder en la industria abre la puerta a la producción en masa y el escalamiento continuo de procesadores cuánticos basados en silicio, todos los cuales son requisitos para construir una computadora cuántica tolerante a fallas.
Los investigadores de hardware cuántico de Intel desarrollaron un proceso de sondeo criogénico de 300 milímetros para recopilar datos de gran volumen sobre el rendimiento de los dispositivos qubit de espín en obleas enteras utilizando técnicas de fabricación de semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS).
Las mejoras en el rendimiento de los dispositivos qubit combinadas con el proceso de prueba de alto rendimiento permitieron a los investigadores obtener muchos más datos para analizar la uniformidad, un paso importante necesario para ampliar las computadoras cuánticas. Los investigadores también descubrieron que los dispositivos de un solo electrón de estas obleas funcionan bien cuando se operan como qubits de espín, logrando una fidelidad de puerta del 99,9%. Esta fidelidad es la más alta reportada para qubits fabricados totalmente con CMOS en la industria.
El pequeño tamaño de los qubits de espín, que miden unos 100 nanómetros de diámetro, los hace más densos que otros tipos de qubits (por ejemplo, los superconductores), lo que permite fabricar ordenadores cuánticos más complejos en un único chip del mismo tamaño. El enfoque de fabricación se llevó a cabo utilizando litografía ultravioleta extrema (EUV), lo que permitió a Intel alcanzar estas dimensiones reducidas y al mismo tiempo fabricar en gran volumen.
Lograr computadoras cuánticas tolerantes a fallas con millones de qubits uniformes requerirá procesos de fabricación altamente confiables. Aprovechando su legado en experiencia en fabricación de transistores, Intel está a la vanguardia de la creación de qubits de espín de silicio similares a los transistores aprovechando sus técnicas de fabricación CMOS de 300 milímetros de vanguardia, que habitualmente producen miles de millones de transistores por chip.
Sobre la base de estos hallazgos, Intel planea continuar avanzando en el uso de estas técnicas para agregar más capas de interconexión para fabricar matrices 2D con mayor número de qubits y conectividad, además de demostrar puertas de dos qubits de alta fidelidad en su proceso de fabricación industrial. Sin embargo, la principal prioridad seguirá siendo escalar los dispositivos cuánticos y mejorar el rendimiento con su chip cuántico de próxima generación.
Más información: Samuel Neyens et al, Sondeo de electrones individuales en obleas de qubit de espín de 300 mm, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07275-6
Información de la revista: Naturaleza
Proporcionado por Intel
