近日，英特爾宣布與荷蘭量子計算研究中心QuTech合作，成功制造了首個大規(guī)模硅量子比特。

包含大規(guī)模硅量子比特的晶圓，圖片來自英特爾

量子計算機(jī)的制造離不開量子比特。硅量子比特，是硅基納米級器件中所捕獲的單個電子自旋量子比特。硅基納米級器件的一個主要優(yōu)勢在于它與傳統(tǒng)晶體管相似，因此半導(dǎo)體領(lǐng)域的知識、技能與設(shè)備可以潛在應(yīng)用于生產(chǎn)高產(chǎn)量、低瑕疵的量子比特器件。

此次，首個大規(guī)模硅量子比特由英特爾和QuTech在位于俄勒岡州希爾斯伯勒的英特爾D1制造工廠完成。QuTech由荷蘭代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)和荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織(TNO)組建。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·電子學(xué)》(Nature Electronics)上，是英特爾公司首次通過同行評審證明在300毫米硅晶圓上能夠成功制造量子比特的一項研究。

圖片來自《自然·電子學(xué)》(Nature Electronics)

據(jù)悉，前述生產(chǎn)工藝可以在單個晶圓上利用多個硅自旋量子比特制作超過一萬個陣列，芯片產(chǎn)率超過95%。在量子比特數(shù)量和產(chǎn)量方面，該研究成果都顯著高于目前大學(xué)和實驗室的研究成果。

該工藝采用晶體管制造技術(shù)，包括光學(xué)光刻技術(shù)，以生產(chǎn)硅自旋量子比特，并與英特爾公司最新一代互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)芯片所用設(shè)備相同。這項研究在量子芯片規(guī)?；缆飞线~出關(guān)鍵一步，表明量子比特最終有可能在相同的工業(yè)制造設(shè)備中，與傳統(tǒng)芯片一起進(jìn)行生產(chǎn)。

“量子計算有潛力為高性能計算領(lǐng)域的特定應(yīng)用提供指數(shù)級性能，”英特爾量子硬件主管James Clarke說道，“我們的研究證明，要生產(chǎn)一個全面的量子計算機(jī)未來是可以實現(xiàn)的，并且可以在當(dāng)今的芯片工廠生產(chǎn)。我們期待著繼續(xù)與QuTech合作，利用我們在硅制造領(lǐng)域的專業(yè)知識，釋放量子技術(shù)的所有潛能?！?/p>

此前，為了加速研發(fā)量子設(shè)備，英特爾還與美國能源部(DOE)展開合作，預(yù)計將在2022年內(nèi)向美國能源部阿貢國家實驗室交付其首個量子計算試驗臺，用于制造和測試新的量子材料和設(shè)備。