Supraleitende Qubits, hergestellt mithilfe fortschrittlicher Halbleiterfertigung nach Industriestandard (imec, KU Leuven)

Forscher des imec und der KU Leuven haben einen neuen technischen Artikel mit dem Titel „Hochkohärente supraleitende Qubits hergestellt unter Verwendung branchenüblicher, fortschrittlicher Halbleiterfertigung“ veröffentlicht.

Abstract:
„Die Entwicklung der supraleitenden Qubit-Technologie hat großes Potenzial für den Bau praktischer Quantencomputer gezeigt. Da die Komplexität von Quantenprozessoren weiter zunimmt, wird die Notwendigkeit strenger Fertigungstoleranzen immer wichtiger. Der Einsatz fortschrittlicher industrieller Fertigungsprozesse könnte das erforderliche Maß an Fertigungskontrolle ermöglichen, um die weitere Skalierung von Quantenprozessoren zu unterstützen. Allerdings sind diese industriellen Prozesse derzeit weder für die Herstellung von Geräten mit hoher Kohärenz optimiert, noch sind sie a priori kompatibel mit den üblicherweise verwendeten Ansätzen zur Herstellung supraleitender Qubits. In dieser Arbeit demonstrieren wir zum ersten Mal supraleitende Transmon-Qubits, die in einer 300-mm-CMOS-Pilotlinie unter Verwendung industrieller Fertigungsmethoden hergestellt werden, wobei die resultierenden Relaxations- und Kohärenzzeiten bereits über 100 Mikrosekunden liegen. Wir zeigen waferübergreifende, groß angelegte Statistikstudien zu Kohärenz, Ausbeute, Variabilität und Alterung, die die Gültigkeit unseres Ansatzes bestätigen. Der vorgestellte Herstellungsprozess im Industriemaßstab, der ausschließlich optische Lithographie und reaktives Ionenätzen verwendet, zeigt eine ähnliche Leistung und Ausbeute wie herkömmliche Labortechniken, bei denen Metallabhebung, Winkelverdampfung und Elektronenstrahlschreiben zum Einsatz kommen. Darüber hinaus bietet es Potenzial für eine weitere Skalierung durch die Einbeziehung dreidimensionaler Integration und zusätzlicher Prozessoptimierung durch fortschrittliche Messtechnik und eine sorgfältige Auswahl von Verarbeitungsparametern und Aufteilungen. Dieses Ergebnis markiert den Beginn einer zuverlässigeren, wirklich CMOS-kompatiblen Herstellung von supraleitenden Quantencomputerprozessoren im großen Maßstab.“

Finden Sie das Technische Papier hier. Veröffentlicht März 2024.

Van Damme, Jacques, Shana Massar, Rohith Acharya, Tsvetan Ivanov, Daniel Perez Lozano, Yann Canvel, Mael Demarets et al. „Hochkohärente supraleitende Qubits, hergestellt mit branchenüblicher, fortschrittlicher Halbleiterfertigung.“ arXiv-Vorabdruck arXiv:2403.01312 (2024).

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• Quelle: https://semiengineering.com/superconducting-qubits-made-using-industry-standard-advanced-semiconductor-manufacturing-imec-ku-leuven/