New-Tech Magazine | Feb 2021

מציגה פלטפורמהעל imec מחשוב קוונטי: מרעיון למעשה: מ"מ לקיוביטמבוססספין 300 בסיס פרוסתסיליקון בגודל

Iuliana Radu, IMEC

של IEDM2020 בכנס הבינלאומי בנושא מכשירים IEEE אגודת את imec אלקטרונים, הדגימה פלטפורמת החומרה הגמישה הראשונה לקיוביט מבוסס ספין על מ"מ. כמו 300 פרוסת סיליקון בגודל כן, הציע מרכז המו"פ דרכים חדשות להפעלת מספר קיוביטים במערך טורי ולשילוב בין גישות אלקטרוניקה מסורתיות למעגלים קוונטיים בטמפרטורות נמוכות. אלה צעדים משמעותיים בדרך לפיתוח מעבדים קוונטיים אמיתיים על בסיס סיליקון, כטכנולוגיית IEDM שהוגדרה בכנס מפתח פורצת דרך. על איזו טכנולוגיה יתבסס המחשב הקוונטי של העתיד? עדיין לא הוכרזה טכנולוגיה מנצחת במרוץ למחשוב קוונטי. הדור הראשון של מחשבים קוונטיים מבוסס בעיקר על קיוביטים מבוססי מוליכי על או יונים לכודים, אבל מחשבים קוונטיים עם קיוביטים על בסיס ספין מחומר מוליך למחצה מראים פוטנציאל גדול. בשנים האחרונות הציגו מערכות

לבצע שינוי מבנה תוך כדי תנועה. הגמישות הזאת מאפשרת לשלב מבנים שונים על גבי מ"מ: מהתקן 300 פרוסת הסיליקון בגודל עם זוג נקודות קוונטיות ועד למערך .1 קיוביטים חד־ממדי כפי שמוצג בתמונה "פלטפורמת הייצור של פרוסות סיליקון מ"מהיאשיטתהייצורהראשונה 300 בגודל שמאפשרת להגיע להתקני קיוביט גמישים כאלה", אומרת יוליאנה ראדו, ראש תכנית . imec המחשוב הקוונטי ב־ פלטפורמת הסיליקון הגמישה של קיוביטים מבוססי ספין הוצגה בהרצאה מרכזית בנושא טכנולוגיות מפתח פורצות imec . החוקרים של IEDM 2020 דרך בכנס הדגימו את היכולת לבצע פעולות על נקודות קוונטיות בודדות ממעגלים חיצוניים, כפי . "אם אלקטרון לכוד 2 שמוצג בתמונה באחת הנקודות הקוונטיות, אנחנו יכולים לשלוט עליו באמצעות גל אלקטרומגנטי. אנחנו יכולים לשלוט על זווית הספין של האלקטרון, אבל גם לשנות את הצימוד (מנהור קוונטי) בין נקודות קוונטיות סמוכות. אלה הם התנאים המוקדמים הנחוצים לביצוע פעולות על קיוביט", . imec מסביר רויו לי, מהנדס מוצר ב־

נקודה קוונטית על בסיס סיליקון זמני קוהרנטיות ארוכים ורמת אמינות גבוהה בתנאי מעבדה. קיוביטים על בסיס סיליקון מעוררים עניין הודות ליכולתם לשמש במעבדים קוונטים עוצמתיים, מכיוון שהם מתאימים לטכנולוגיית הייצור שבה משתמשת תעשיית המוליכים למחצה כבר יותר מיובל שנים. התהליכים המוכחים האלה מאפשרים ייצור סדרתי, שהופך את הקיובטים על בסיס מוליך למחצה לפתרון עם פוטנציאל מסחרי גדול. עם זאת, המעבר מאבות הטיפוס של הקיוביטים הבודדים למערכים המורכבים ממספר קיוביטים מחייב שיטות ייצור מתקדמות. imec כפתרון לבעיה הזאת, השתמשה במומחיותה ביצור פרוסות סיליקון בגודל מ"מ לפיתוח מעבד המשלב באופן 300 מיטיבי פוטוליטוגרפיה וקרן אלקטרונים ליצירת קיוביטים מבוססי ספין מסיליקון. הפלטפורמה החדשה הזאת מבוססת על טכנולוגיית ייצור מסחרית קיימת של מ"מ, במקום 300 פרוסות סיליקון בגודל על תהליכי ייצור מיוחדים בתנאי מעבדה. המעבר מהמעבדה לפס הייצור לא הביא לאובדן גמישות: הפלטפורמה מאפשרת

New-Tech Magazine l 22