研究表明单电子控制具有高量子位控制保真度和均匀性

《自然》杂志发表了一篇研究论文，“探测300毫米自旋量子位晶圆上的单电子”，展示了自旋量子位最先进的均匀性、保真度和测量统计数据。这项行业领先的研究为硅基量子处理器的大规模生产和持续扩展打开了大门，所有这些都是构建容错量子计算机的要求。

英特尔的量子硬件研究人员开发了一种300毫米低温探测工艺，利用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术收集整个晶圆上自旋量子位器件性能的大量数据。

量子位器件产量的提高与高通量测试过程相结合，使研究人员能够获得更多的数据来分析均匀性，这是扩大量子计算机规模所需的重要一步。研究人员还发现，这些晶圆上的单电子器件在作为自旋量子位运行时表现良好，可实现99.9%的栅极保真度。对于采用全CMOS工业制造制造的量子位来说，这种保真度是最高的。

自旋量子位的尺寸较小，宽度约为100纳米，这使得它们比其他量子位类型(例如超导)更密集，从而可以在相同尺寸的单个上制造更复杂的量子计算机。该制造方法是使用极紫外(EUV)光刻技术进行的，这使得英特尔能够在大批量制造的同时实现如此严格的尺寸。

实现具有数百万个统一量子位的容错量子计算机将需要高度可靠的制造工艺。凭借其在晶体管制造方面的专业知识，英特尔利用其尖端的300毫米CMOS制造技术(通常每个可生产数十亿个晶体管)，处于创建类似于晶体管的硅自旋量子位的前沿。

基于这些发现，英特尔计划继续利用这些技术取得进展，添加更多互连层来制造具有更多量子位计数和连接性的二维阵列，并在其行业制造流程中展示高保真双量子位门。然而，主要优先事项将继续是扩展量子设备并提高下一代量子的性能。