🇪🇺 Микроэлектроника. Квантовые вычисления. Кремниевые спиновые кубиты. Тренды. Европа

Imec рассчитывает на масштабирование кремниевых спиновых кубитов с помощью передовой литографии и упаковки

На выставке ITF World 2026 компания imec представила устройство на основе квантовых точек и кубитов, изготовленное с использованием высокоапертурной EUV-литографии. Зазоры между затворами составляли примерно 6 нм. Такой подход, по оценкам imec, приближает возможности масштабирования подобных устройств. Кроме того, мы можем сделать вывод – в квантовой индустрии начался переход от отдельных физических демонстраций к крупномасштабным системным проектам.

В последние 10 лет, компании, занимающиеся темой квантовых вычислений, занимались разработками со все более сложными кубитами в различных архитектурах: сверхпроводящих, с захваченными ионами, нейтральными атомами, на основе фотоники и кремниевые спиновые. На уровне отдельных кубитов все работает, проблемой остается масштабирование до уровня, пригодного для производства, с возможностью взаимосвязи миллионов устройств. Пока что удалось добраться лишь до уровня в сотни физических кубитов. Чем далее, тем ближе проекты к типичным проблемам современной микроэлектроники – плотным межсоединениям, решению задачи теплоотвода, технологичности производства, решению вопросов упаковки, расходам на коррекцию ошибок.

Стратегия imec основана на идее, что кремниевые спиновые кубиты смогут использовать многие наработки кремниевой микроэлектроники, коллективный интеллект и уже созданные инструменты. В этом плане High-NA EUV обещает возможность производства кубитных структур с точностью, воспроизводимостью и плотностью, сопоставимыми с полупроводниковыми.

Кубиты лишь часть проблемы, все более сложной задачей становится соединение большого количества кубитов. В частности, есть проблема соединения электроники, работающей при комнатной температуре, с криогенными системами. Для решения этой проблемы в imec работают над криогенными CMOS-контроллерами, усовершенствованной 3G-интеграцией и вариантами гибридных соединений, оптимизированных под низкие температуры.

Еще 5 лет назад многие считали, что NISQ (шумные квантовые системы промежуточного масштаба) придут к коммерциализации. На сегодня все больше исследователей уверены – необходимы полностью отказоустойчивые архитектуры с крупномасштабной квантовой коррекцией ошибок. Это требует еще большего количества физических кубитов, чтобы создать стабильные логические кубиты. Значит, масштабируемость решений, приобретает все большее значение. И здесь мы приходим к уже известным технологиям – передовая литография, упаковка, криогенная электроника и гетерогенная интеграция – их совокупность может дать искомую масштабируемость.

Конечно, эти рассуждения, во-многом основаны на идее, что кремниевые спиновые кубиты могут стать доминирующей архитектурой. Учитывая, как много альтернатив сейчас находится в активной разработке, мы не можем быть уверены, что «выстрелит» не одна из них. И все же, спиновые кубиты представляются весьма перспективным направлением.

((по материалам Eetimes, картинка - imec, на ней изображена функционирующая матрица кубитов с зазорами между поршневым и барьерным затворами в 6нм, созданная с помощью высокоапертурной EUV-литографии ASML))

✓ RUSmicro в Telegram l на MForum | в ВК