Proyección de electrones individuales a través de obleas de qubit de espín de 300 mm

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica
• Electrónica de estado sólido
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Las computadoras cuánticas tolerantes a las fallas requieren millones de qubits físicos.
• La fabricación de qubits en estado sólido debe coincidir con la escala de la industria de semiconductores de óxido de metal complementario (CMOS).
• Las pruebas criogénicas deben escalarse para apoyar la producción y caracterización de qubits de alto volumen.

Objetivo del estudio:

• Presentar una técnica de sondeo de obleas criogénicas para pruebas de qubits de espín de alto volumen.
• Permitir una retroalimentación rápida para optimizar los procesos de fabricación compatibles con el CMOS.
• Para evaluar el rendimiento de qubits y la variación del proceso en la escala de obleas de 300 mm.

Principales métodos:

• Utilizó una sonda criogénica de 300 mm para probar cientos de dispositivos de qubits de espín fabricados por la industria a 1.6 K.
• Mediciones automatizadas de los puntos de funcionamiento de los qubits de espín y las transiciones de un solo electrón a través de obleas completas.
• Análisis de las variaciones aleatorias en los voltajes de funcionamiento de un solo electrón.

Principales resultados:

• Demostró un proceso de prueba escalable para los qubits de espín utilizando técnicas de la industria CMOS.
• Alcanzado alto rendimiento y baja variación de proceso en dispositivos de qubit de espín fabricados a la escala de 300 mm.
• Se han observado bajos niveles de desorden en los procesos de fabricación optimizados.

Conclusiones:

• El método de prueba criogénico desarrollado facilita la optimización de los procesos de fabricación para la computación cuántica a gran escala.
• La aplicación de los estándares de la industria CMOS para la fabricación y prueba de qubits de espín es crucial para el avance de la computación cuántica.
• Este trabajo muestra un progreso significativo hacia la construcción de computadoras cuánticas tolerantes a fallos con qubits de alto rendimiento.