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英特爾發(fā)布全新量子芯片Tunnel Falls,硅自選量子比特有望更快實現(xiàn)量產(chǎn)

 2023-06-16 17:28  來源: 互聯(lián)網(wǎng)   我來投稿 撤稿糾錯

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今天,英特爾發(fā)布包含 12 個硅自旋量子比特(silicon spin qubit)的全新量子芯片 Tunnel Falls,繼續(xù)探索量子實用性,以解決重大難題。Tunnel Falls 是英特爾迄今為止研發(fā)的最先進的硅自旋量子比特芯片,利用了英特爾數(shù)十年來積累的晶體管設計和制造能力。

在英特爾的晶圓廠里,Tunnel Falls 是在 300 毫米的硅晶圓上生產(chǎn)的,利用了英特爾領先的晶體管工業(yè)化制造能力,如極紫外光刻技術(EUV),以及柵極和接觸層加工技術。在硅自旋量子比特中,信息(0/1)被編碼在單個電子的自旋(上/下)中。硅自旋量子比特本質(zhì)上是一個單電子晶體管,因此英特爾能夠采用與標準 CMOS(互補金屬氧化物半導體)邏輯生產(chǎn)線類似的流程制造它。

放在手指上的Tunnel Falls芯片(圖片來源:英特爾公司)

封裝起來的Tunnel Falls芯片(圖片來源:英特爾公司)

放大后的Tunnel Falls芯片(圖片來源:英特爾公司)

示意圖:量子點柵極下的電子(圖片來源:英特爾公司)

英特爾認為,硅自旋量子比特比其他量子比特技術更有優(yōu)勢,因其可以利用先進晶體管類似的生產(chǎn)技術。硅自旋量子比特的大小與一個晶體管相似,約為 50 x 50 納米,比其它類型的量子比特小 100 萬倍,并有望更快實現(xiàn)量產(chǎn)。《自然·電子學》期刊上的一篇論文表示,“硅可能是最有機會實現(xiàn)大規(guī)模量子計算的平臺”。

同時,利用先進的 CMOS 生產(chǎn)線,英特爾可以通過其創(chuàng)新的制程控制技術提高良率和性能。Tunnel Falls 的良率達到了 95%,實現(xiàn)了與 CMOS 邏輯制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(xiàn)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(xù)致力于提高 Tunnel Falls 的性能,并將其和英特爾量子軟件開發(fā)工具包(SDK)整合在一起,集成到英特爾的量子計算堆棧中。此外,基于制造 Tunnel Falls 的經(jīng)驗,英特爾已經(jīng)開始研發(fā)下一代量子芯片,預計將于 2024 年推出。

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