Intel da un gran paso hacia la construcción de procesadores cuánticos escalables basados en silicio.

La investigación publicada en Nature demuestra una alta fidelidad y uniformidad de control de qubit en el control de un solo electrón.

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  • 1 de mayo de 2024

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Hoy, Nature publicó un artículo de investigación de Intel, "Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers", que demuestra la uniformidad, fidelidad y estadísticas de medición de última generación de los qubits de espín. La investigación líder en la industria abre la puerta a la producción en masa y la continuación del escalado de procesadores cuánticos basados en silicio, todos los cuales son requisitos para construir una computadora cuántica tolerante a fallos.

Los investigadores de hardware cuántico de Intel desarrollaron un proceso de sondeo criogénico de 300 milímetros para recopilar datos de alto volumen sobre el rendimiento de dispositivos de qubit de espín en toda la oblea utilizando técnicas de fabricación de óxido metálico complementario (CMOS).

Las mejoras en el rendimiento del dispositivo qubit, combinadas con el proceso de prueba de alta velocidad, permitieron a los investigadores obtener significativamente más datos para analizar la uniformidad, un paso importante necesario para escalar las computadoras cuánticas. Los investigadores también encontraron que los dispositivos de un solo electrón de estas obleas funcionan bien cuando se operan como qubits de espín, logrando una fidelidad de puerta o fate fidelity del 99.9%. Esta es la más alta reportada para qubits hechos con fabricación de toda la industria CMOS.

El pequeño tamaño de los qubits de espín, que tienen aproximadamente 100 nanómetros de diámetro, los hace más densos que otros tipos de qubits (por ejemplo, superconductores), lo que permite fabricar computadoras cuánticas más complejas en un solo chip del mismo tamaño. El enfoque de fabricación se llevó a cabo utilizando litografía ultravioleta extrema (EUV), lo que permitió a Intel lograr estas dimensiones reducidas y, al mismo tiempo, fabricar en gran volumen.

La realización de computadoras cuánticas tolerantes a fallas con millones de qubits uniformes requerirá procesos de fabricación altamente confiables. Basándose en su legado en experiencia en fabricación de transistores, Intel está a la vanguardia de la creación de qubits de espín de silicio similares a los transistores aprovechando sus técnicas de fabricación CMOS de 300 milímetros de vanguardia, que rutinariamente producen miles de millones de transistores por chip.

Basándose en estos hallazgos, Intel planea seguir avanzando en el uso de estas técnicas para agregar más capas de interconexión y fabricar matrices 2D con un mayor número de qubits y conectividad, además de demostrar puertas de dos qubits de alta fidelidad en su proceso de fabricación industrial. Sin embargo, la principal prioridad seguirá siendo escalar dispositivos cuánticos y mejorar el rendimiento con su chip cuántico de próxima generación.

Lea los hallazgos completos en Nature.