今天,英特尔发布包含12个硅自旋量子比特(silicon spin qubit)的全新量子芯片tunnel falls,继续探索量子实用性,以解决重大难题。tunnel falls是英特尔迄今为止研发的最先进的硅自旋量子比特芯片,利用了英特尔数十年来积累的晶体管设计和制造能力。
在英特尔的晶圆厂里,tunnel falls是在300毫米的硅晶圆上生产的,利用了英特尔领先的晶体管工业化制造能力,如极紫外光刻技术(euv),以及栅极和接触层加工技术。在硅自旋量子比特中,信息(0/1)被编码在单个电子的自旋(上/下)中。硅自旋量子比特本质上是一个单电子晶体管,因此英特尔能够采用与标准cmos(互补金属氧化物半导体)逻辑生产线类似的流程制造它。
放在手指上的tunnel falls芯片
封装起来的tunnel falls芯片
放大后的tunnel falls芯片
示意图:量子点栅极下的电子
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(图片来源:英特尔公司)
同时,利用先进的cmos生产线,英特尔可以通过其创新的制程控制技术提高良率和性能。tunnel falls的良率达到了95%2,实现了与cmos逻辑制程接近的电压均匀性(voltage uniformity)。此外,英特尔可在每块晶圆上实现超过24000个量子点。tunnel falls能够形成可被相互隔离或同时操控的4到12个量子比特。
接下来,英特尔将继续致力于提高tunnel falls的性能,并将其和英特尔量子软件开发工具包(sdk)整合在一起,集成到英特尔的量子计算堆栈中。此外,基于制造tunnel falls的经验,英特尔已经开始研发下一代量子芯片,预计将于2024年推出。
备注:
1 https://www.nature.com/articles/s41928-023-00974-4
2 https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-hits-key-milestone-quantum-chip-research.html
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