Production de puces quantiques, Intel franchit une étape clé dans ses recherches

Intel démontre un rendement exceptionnel concernant les réseaux de points quantiques, ce qui s’avère prometteur pour la production de qubits à grande échelle en utilisant la technologie de fabrication des transistors.

 Les organisations Intel Labs et Components Research ont fait la démonstration du rendement et de l’uniformité les plus élevés de l’industrie à ce jour pour des qubits de spin en silicium développés dans le centre de recherche et de développement de transistors d’Intel, Gordon Moore Park at Ronler Acres à Hillsboro, Oregon. Cet accomplissement représente une étape importante pour la mise à l’échelle et la fabrication de puces quantiques à l’aide des procédés de fabrication de transistors d’Intel.

La recherche a été menée à l’aide de la deuxième génération de puce de test de spin en silicium d’Intel. En testant les dispositifs à l’aide du cryoprober d’Intel, un dispositif de test de points quantiques qui fonctionne à des températures cryogéniques (1,7 Kelvin ou -271,45 degrés Celsius), l’équipe a isolé 12 points quantiques et quatre capteurs. Ce résultat représente le plus grand dispositif de spin électronique en silicium de l’industrie, avec un seul électron à chaque emplacement sur toute un wafer de silicium de 300 mm.

Les qubits de spin en silicium d’aujourd’hui sont généralement présentés sur un seul dispositif, alors que la recherche d’Intel démontre le succès sur un wafer entier. Fabriquées par lithographie à l’ultraviolet extrême (EUV), les puces affichent une uniformité remarquable, avec un taux de rendement de 95 % sur tout le wafer. L’utilisation du cryoprober, associée à une automatisation logicielle robuste, a permis de fabriquer plus de 900 points quantiques simples et plus de 400 points doubles au dernier électron, qui peuvent être caractérisés à un degré au-dessus du zéro absolu en moins de 24 heures.

Le rendement et l’uniformité accrus des dispositifs caractérisés à basse température par rapport aux puces d’essai précédentes permettent à Intel d’utiliser le contrôle statistique des processus pour identifier les zones du processus de fabrication à optimiser. Cela accélère l’apprentissage et représente une étape cruciale vers la mise à l’échelle vers les milliers ou potentiellement les millions de qubits nécessaires à un ordinateur quantique commercial.

En outre, le rendement des wafer croisées a permis à Intel d’automatiser la collecte de données sur l’ensemble de la plaquette au niveau de l’électron unique, ce qui a permis la plus grande démonstration de points quantiques simples et doubles à ce jour. Cette augmentation du rendement et de l’uniformité des dispositifs caractérisés à basse température par rapport aux puces d’essai Intel précédentes représente une étape cruciale vers la mise à l’échelle des milliers ou potentiellement des millions de qubits nécessaires à un ordinateur quantique commercial.

James Clarke, directeur de Quantum Hardware chez Intel déclare

Intel continue de progresser vers la fabrication de qubits de spin en silicium en utilisant sa propre technologie de fabrication de transistors. Le rendement élevé et l’uniformité obtenus montrent que la fabrication de puces quantiques sur les nœuds de processus de transistors établis d’Intel est la bonne stratégie et constitue un indicateur fort de réussite à mesure que les technologies arrivent à maturité pour la commercialisation.

M. Clarke poursuit

À l’avenir, nous continuerons à améliorer la qualité de ces dispositifs et à développer des systèmes à plus grande échelle, ces étapes servant de blocs de construction pour nous aider à progresser rapidement.

Les résultats complets de cette recherche seront présentés lors du workshop sur l’électronique quantique au silicium Silicon Quantum Electronics Workshop, qui se tiendra à Orford (Québec, Canada) le 5 octobre 2022.