英特爾今日發佈包含 12 個矽自旋量子比特(silicon spin qubit)的全新量子晶片 Tunnel Falls。 官方稱,Tunnel Falls 是英特爾迄今為止研發的最先進的矽自旋量子比特晶元,利用了英特爾數十年來積累的晶體管設計和製造能力。
英特爾表示,在英特爾的晶圓廠里,Tunnel Falls 是在 300 毫米的矽晶圓上生產的,利用了英特爾領先的晶體管工業化製造能力,如極紫外光刻技術(EUV),以及柵極和接觸層加工技術。 在矽自旋量子比特中,資訊(0/1)被編碼在單個電子的自旋(上 / 下)中。 矽自旋量子比特本質上是一個單電子晶體管,因此英特爾能夠採用與標準CMOS(互補金屬氧化物半導體)邏輯生產線類似的流程製造它。
英特爾認為,矽自旋量子比特比其他量子比特技術更有優勢,因其可以利用先進晶體管類似的生產技術。 矽自旋量子比特的大小與一個晶體管相似,約為50x50奈米,比其它類型的量子比特小100萬倍,並有望更快實現量產。 《自然・電子學》期刊上的一篇論文表示,「矽可能是最有機會實現大規模量子計算的平臺」。。
同時,利用先進的 CMOS 生產線,英特爾可以通過其創新的製程控制技術提高良率和性能。 Tunnel Falls 的良率達到了 95%,實現了與 CMOS 邏輯製程接近的電壓均勻性(voltage uniformity)。 此外,英特爾可在每塊晶圓上實現超過 24000 個量子點。 Tunnel Falls 能夠形成可被相互隔離或同時操控的 4 到 12 個量子比特。
接下來,英特爾將繼續致力於提高 Tunnel Falls 的性能,並將其和英特爾量子軟體開發工具包(SDK)整合在一起,集成到英特爾的量子計算堆疊中。 此外,基於製造 Tunnel Falls 的經驗,英特爾已經開始研發下一代量子晶片,預計將於 2024 年推出。
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