Wereldprimeur: Intel en QuTech leveren industrieel geproduceerde qubit

De qubit is gemaakt in dezelfde industriële productiefaciliteiten waar conventionele computerchips in massaproductie worden vervaardigd. Voor quantumberekeningen zijn duizenden qubits nodig.

Trefwoorden: #Intel, #Qubit, #TU Delft

Lees verder

research

( Foto: TU Delft )

ENGINEERINGNET.BE - Momenteel worden halfgeleider-qubit-chips gefabriceerd in cleanrooms met hulpmiddelen die geoptimaliseerd zijn voor flexibele ontwerpwijzigingen en een snelle doorlooptijd, maar afbreuk doen aan betrouwbaarheid.

Industriële halfgeleiderfabricage daarentegen is uiterst betrouwbaar, maar gebonden aan strikte ontwerpregels. Belangrijke vragen waren of de ontwerpspecificaties voor de qubits wel haalbaar waren binnen de ontwerpregels en of de qubits de procescondities zouden overleven om een extreem hoge opbrengst te bereiken.

"Veel wetenschappelijke artikelen geven aan dat halfgeleider-spin-qubits in silicium geschikt zijn voor CMOS-halfgeleiderfabricage. Maar pas nu hebben we bewezen dat dat ook echt waar is," aldus Lieven Vandersypen, hoofdwetenschapper bij QuTech.

"Ook behaalde het Intel-team een ongeëvenaard rendement van 98%, vergeleken met de 50% op een goede dag in onze academische cleanroom."

Het type quantuminformatie dat deze qubit maakt, is de elektronenspin. Het elektron zit gevangen in een 'doosje', dat wordt gevormd door een potentiaalput in een energielandschap, ook wel een quantumdot wordt genoemd.

Het energielandschap wordt geproduceerd door een combinatie van materiaaleigenschappen met een silicium/siliciumoxide-grensvlak, en elektrische velden.

Op deze wijze is het mogelijk één enkel elektron in de quantumdot te isoleren en aan te sturen, en volledige controle te hebben over zijn spin.

De industriële fabricage van een enkelvoudig qubit device is nu een feit. Tegelijkertijd wordt gewerkt aan de beheersing van meervoudige spin-qubits en de verbetering van de kwaliteit van de qubitcontrole.

Gecombineerd zullen deze vorderingen een solide basis vormen om quantumcomputers op grote schaal te realiseren, waarin miljoenen qubits zijn geïntegreerd.