Fabrication de qubits à l’aide de processus de fabrication de semi-conducteurs avancés

Fabrication de qubits à l'aide de processus de fabrication de semi-conducteurs avancés

Crédit: Électronique naturelleZwerver et al.

Les ordinateurs quantiques sont des machines informatiques prometteuses qui effectuent des calculs en exploitant les propriétés collectives des états de la physique quantique. Ces ordinateurs pourraient aider à résoudre de nombreux problèmes de calcul qui sont actuellement insolubles avec les ordinateurs conventionnels.

Malgré leurs promesses, la fabrication d’ordinateurs quantiques à grande échelle est actuellement très difficile, car un ordinateur quantique à grande échelle intègre des millions de qubits. Pour s’assurer qu’ils peuvent être produits à l’aide de processus de fabrication industriels de semi-conducteurs, les ingénieurs en dispositifs quantiques ont essayé de créer des ordinateurs quantiques basés sur des points quantiques en silicium.

Néanmoins, les ordinateurs quantiques existants ont été principalement fabriqués à l’aide de la lithographie par faisceau d’électrons et des processus conventionnels de décollage. Cela limite considérablement leurs taux de production, car ces deux processus ne produisent que quelques appareils fonctionnant correctement à la fois.

Dans le cadre d’une étude récente, des chercheurs de l’Université de technologie de Delft (TU Delft) et d’Intel Corporation ont fabriqué avec succès des points quantiques à un 28Et/28SiO2 interface utilisant des processus alternatifs et avancés, dans une usine de fabrication de semi-conducteurs d’Intel. Leur article, publié dans Électronique naturelledémontre la faisabilité de la construction de dispositifs quantiques à grande échelle en s’appuyant sur l’infrastructure de fabrication actuelle.

“Ce travail s’appuie sur vingt ans de recherche exploratoire sur les qubits de spin semi-conducteurs à QuTech, et sur de nombreuses décennies de développement avancé de fabrication de semi-conducteurs chez Intel”, a déclaré Lieven Vandersypen, l’un des chercheurs de TU Delft. Tech Xplore. “L’objectif principal était d’unir ces deux mondes dans un projet de recherche commun, en réalisant des qubits à semi-conducteurs en utilisant les installations de fabrication avancées d’Intel.”

Les points quantiques de silicium des chercheurs ont été fabriqués dans une usine d’Intel, en utilisant une lithographie entièrement optique et des processus de traitement entièrement industriels. La lithographie optique, également appelée photolithographie, est une technique de fabrication utilisée pour transférer un motif sur un substrat à l’aide d’un matériau photosensible.

« Nous avons tiré parti de notre expertise dans la fabrication de transistors pour créer une ligne de recherche et développement personnalisée pour les qubits », a déclaré Ravi Pillarisetty, ingénieur en dispositifs quantiques chez Intel, à TechXplore. “Cela nous permet de puiser directement dans notre riche histoire d’innovations de procédés qui ont guidé la loi de Moore au cours des 50 dernières années.”

Les travaux récents de cette équipe de chercheurs montrent qu’il est possible de fabriquer à grande échelle des qubits uniformes et fiables, en utilisant les procédés de fabrication existants. Les qubits qu’ils ont créés sont directement compatibles avec les schémas avancés d’interconnexion et de conception de circuits associés à la fabrication actuelle de semi-conducteurs.

“Pendant des années, la communauté a affirmé que les qubits de spin à semi-conducteurs pouvaient tirer parti du savoir-faire et de la technologie étendus de l’industrie électronique”, a déclaré Vandersypen. “Dans ce travail, nous montrons enfin que c’est vrai. Pouvoir tirer parti de cette technologie augmente les perspectives de création de millions de qubits qui fonctionnent tous.”

À l’avenir, les travaux récents de Vandersypen, Pillarisetty et leurs collègues pourraient ouvrir la voie à la fabrication fiable et à grande échelle de qubits pour les ordinateurs quantiques et d’autres technologies quantiques. Pendant ce temps, l’équipe d’Intel et de TUDelft prévoit d’explorer les moyens d’optimiser davantage les processus de fabrication qu’ils ont utilisés.

“Notre ligne de recherche et développement nous permet d’effectuer des expériences à grand volume pour comprendre comment notre processus peut être modifié pour améliorer les performances et la qualité des qubits”, a ajouté Pillarisetty. “De plus, nous tirons parti de notre infrastructure CMOS pour identifier les voies d’évolution vers des systèmes qubit de grande taille.”


Les qubits de spin semi-conducteurs gagnent en crédibilité en tant que plate-forme de pointe pour l’informatique quantique


Plus d’information:
AMJ Zwerver et al, Qubits fabriqués par la fabrication avancée de semi-conducteurs, Électronique naturelle (2022). DOI : 10.1038 / s41928-022-00727-9

© 2022 Réseau Science X

Citation: Fabrication de qubits à l’aide de processus de fabrication de semi-conducteurs avancés (2022, 21 avril) récupéré le 21 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-fabricating-qubits-advanced-semiconductor.html

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