Intel Labs y Components Research han demostrado el rendimiento y la uniformidad más elevados de la industria hasta la fecha de los dispositivos spin qubit de silicio desarrollados en las instalaciones de investigación y desarrollo de transistores de Intel, Gordon Moore Park en Ronler Acres, Hillsboro, Oregón.
Este logro representa un hito importante para escalar y trabajar en la fabricación de chips cuánticos en los procesos de fabricación de transistores de Intel.
La investigación se llevó a cabo utilizando el chip de prueba de spin de silicio de segunda generación de Intel. Al probar los dispositivos en Intel Cryoprober, un dispositivo de prueba de puntos cuánticos que funciona a temperaturas criogénicas (1,7 Kelvin o -271,45 grados Celsius), el equipo aisló 12 puntos cuánticos y cuatro sensores. Este resultado representa el mayor dispositivo de spin electrónico de silicio de la industria, con un solo electrón en cada lugar a lo largo de toda una oblea de silicio de 300 mm.
Los qubits de spin de silicio actuales suelen presentarse en un solo dispositivo, mientras que la investigación de Intel demuestra el éxito en toda una oblea. Fabricados mediante litografía ultravioleta extrema (EUV por sus siglas en inglés), los chips muestran una notable uniformidad, con una tasa de rendimiento del 95% en toda la oblea.
El uso de Intel Cryoprober, junto con un sólido software de automatización, permitió obtener más de 900 puntos cuánticos individuales y más de 400 puntos dobles en el último electrón, que pueden calibrarse a un grado por encima del cero absoluto en menos de 24 horas.
El aumento del rendimiento y la uniformidad de los dispositivos calibrados a bajas temperaturas con respecto a los anteriores chips de prueba de Intel, permite utilizar el control estadístico de procesos para identificar las áreas del proceso de fabricación que deben optimizarse. Así, se acelera el aprendizaje y representa un paso crucial hacia el escalado a los miles o potencialmente millones de qubits necesarios para un ordenador cuántico comercial.
Además, el rendimiento entre obleas permitió a Intel automatizar la recogida de datos en toda la oblea en el régimen de un solo electrón, lo que permitió la mayor demostración de puntos cuánticos simples y dobles hasta la fecha.
Este aumento del rendimiento y la uniformidad en los dispositivos caracterizados a bajas temperaturas respecto a los anteriores chips de prueba de Intel representa un paso crucial hacia el escalado a los miles o potencialmente millones de qubits necesarios para un ordenador cuántico comercial.
«En el futuro, seguiremos mejorando la calidad de estos dispositivos y desarrollando sistemas a mayor escala, para que estos pasos nos ayuden a avanzar rápidamente», afirmó Clarke.
