Intel zegt dat het op weg is naar grootschalige productie van kwantumchips

Intel heeft vandaag aangekondigd dat het de hoogste gerapporteerde opbrengst en uniformiteit tot nu toe heeft aangetoond van silicium spin-qubit-apparaten. "Deze prestatie vertegenwoordigt een belangrijke mijlpaal voor het opschalen en werken aan het fabriceren van kwantumchips op Intel's transistorproductieprocessen", aldus het bedrijf.

Intel zei dat het onderzoek is uitgevoerd met behulp van zijn tweede generatie silicium-spintestchip. De apparaten testen met de Intel cryoprobeer, een apparaat voor het testen van kwantumdots dat werkt bij cryogene temperaturen (1.7 Kelvin of -271.45 graden Celsius), isoleerde het team 12 kwantumdots en vier sensoren. Dit resultaat, zei Intel, is het grootste siliciumelektron-spinapparaat in de industrie met een enkel elektron op elke locatie over een volledige siliciumwafel van 300 mm.

De apparaten zijn ontwikkeld in de onderzoeks- en ontwikkelingsfaciliteit van Intel, Gordon Moore Park in Ronler Acres in Hillsboro, Oregon.

De huidige silicium-spinqubits worden meestal op één apparaat gepresenteerd, terwijl het onderzoek van Intel succes over een hele wafer aantoont. Gefabriceerd met behulp van extreem ultraviolet (EUV) lithografie, vertonen de chips uniformiteit, met een opbrengst van 95 procent over de wafer. Het gebruik van de cryoprober samen met robuuste software-automatisering maakte meer dan 900 enkele kwantumdots en meer dan 400 dubbele stippen bij het laatste elektron mogelijk, die in minder dan 24 uur op één graad boven het absolute nulpunt kunnen worden gekarakteriseerd.

Verhoogde opbrengst en uniformiteit in apparaten die worden gekenmerkt bij lage temperaturen ten opzichte van eerdere Intel-testchips, stellen Intel in staat statistische procescontrole te gebruiken om gebieden van het fabricageproces te identificeren die moeten worden geoptimaliseerd, aldus het bedrijf. Dit versnelt het leren en is een cruciale stap in de richting van opschaling naar de duizenden of mogelijk miljoenen qubits die nodig zijn voor een commerciële kwantumcomputer.

Bovendien stelde de cross-wafer-opbrengst Intel in staat om de verzameling van gegevens over de wafer te automatiseren bij het regime van één elektron, wat de grootste demonstratie van enkele en dubbele kwantumdots tot nu toe mogelijk maakte. Deze verhoogde opbrengst en uniformiteit in apparaten die worden gekenmerkt bij lage temperaturen ten opzichte van eerdere Intel-testchips "vertegenwoordigt een cruciale stap in de richting van opschaling naar de duizenden of mogelijk miljoenen qubits die nodig zijn voor een commerciële kwantumcomputer", aldus het bedrijf.

Intel's 30 mm silicium spin-qubit-wafer (credit: Intel)

"Intel blijft vooruitgang boeken in de richting van de productie van silicium-spinqubits met behulp van zijn eigen transistorproductietechnologie", zegt James Clarke, directeur kwantumhardware bij Intel. "De bereikte hoge opbrengst en uniformiteit tonen aan dat het fabriceren van kwantumchips op Intel's gevestigde transistorprocesknooppunten de goede strategie is en een sterke indicator voor succes naarmate de technologieën rijpen voor commercialisering."

"In de toekomst zullen we de kwaliteit van deze apparaten blijven verbeteren en systemen op grotere schaal ontwikkelen, waarbij deze stappen als bouwstenen dienen om ons te helpen snel vooruit te komen", zei Clarke.