Intel atinge marco fundamental na pesquisa de produção de chips quânticos

A Intel demonstra um rendimento excepcional de matrizes de pontos quânticos, mostrando-se promissora para a produção de qubit em larga escala usando a tecnologia de fabricação de transistores.

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As organizações de pesquisa de laboratórios e componentes da Intel demonstraram o maior rendimento e uniformidade relatados do setor até o momento dos dispositivos qubit spin de silício desenvolvidos na instalação de pesquisa e desenvolvimento de transistores da Intel, Gordon Moore Park em Ronler Acres em Hillsboro, Oregon. Essa conquista representa um marco importante para dimensionar e trabalhar para fabricar chips quânticos nos processos de fabricação de transistores da Intel.

A pesquisa foi realizada usando o chip de teste de giro de silício de segunda geração da Intel. Através do teste dos dispositivos usando o crioprober da Intel, um dispositivo de teste de ponto quântico que opera a temperaturas criogênicas (1,7 Kelvin ou -271,45 graus Celsius), a equipe isolou 12 pontos quânticos e quatro sensores. Este resultado representa o maior dispositivo de giro de elétrons de silício da indústria com um único elétron em cada local através de um wafer de silício inteiro de 300 milímetros.

Os qubits de giro de silício de hoje são normalmente apresentados em um dispositivo, enquanto a pesquisa da Intel demonstra sucesso em um wafer inteiro. Fabricados usando litografia ultravioleta extrema (EUV), os chips mostram uma uniformidade notável, com uma taxa de rendimento de 95% em todo o wafer. O uso do crioprober juntamente com a automação robusta de software permitiu mais de 900 pontos quânticos únicos e mais de 400 pontos duplos no último elétron, que podem ser caracterizados em um grau acima do zero absoluto em menos de 24 horas.

O aumento do rendimento e da uniformidade em dispositivos caracterizados a baixas temperaturas em relação aos chips de teste Intel anteriores permitem que a Intel use o controle estatístico de processos para identificar áreas do processo de fabricação para otimizar. Isso acelera o aprendizado e representa um passo crucial para o dimensionamento para milhares ou potencialmente milhões de qubits necessários para um computador quântico comercial.

Além disso, o rendimento do cross-wafer permitiu que a Intel automatizasse a coleta de dados através do wafer no regime de elétrons únicos, o que possibilitou a maior demonstração de pontos quânticos únicos e duplos até o momento. Esse aumento de rendimento e uniformidade em dispositivos caracterizados a baixas temperaturas em relação aos chips de teste Intel anteriores representa um passo crucial para o dimensionamento para milhares ou potencialmente milhões de qubits necessários para um computador quântico comercial.

"A Intel continua a progredir na fabricação de qubits de giro de silício usando sua própria tecnologia de fabricação de transistores", disse James Clarke, diretor de Hardware Quântico da Intel. "O alto rendimento e a uniformidade alcançados mostram que a fabricação de chips quânticos nos nódulos de processo transistores estabelecidos pela Intel é a estratégia sólida e é um forte indicador de sucesso à medida que as tecnologias amadurecem para comercialização.

"No futuro, continuaremos a melhorar a qualidade desses dispositivos e desenvolver sistemas de maior escala, com essas etapas servindo como blocos de construção para nos ajudar a avançar rapidamente", disse Clarke.

Os resultados completos desta pesquisa serão apresentados no Silicon Quantum Electronics Workshop 2022 em Orford, Québec, Canadá, em 5 de outubro de 2022.

Para saber mais, você pode ler sobre a pesquisa da Intel Labs em computação quântica e outros avanços em qubits quentes, chips criogênicos e sua colaboração com a QuTech.