Технологии сверхпроводящих квантовых схем значительно отличаются от классического КМОП-процесса и требуют специальных навыков при производстве. НОЦ ФМН, совместный научный центр МГТУ и ВНИИА, осуществил переход от “отдельных кристаллов” к серийному производству за счет использования собственной технологии сверхпроводящих джозефсоновских цепей, которая является одним из наиболее перспективных в создании высокоточных квантовых процессоров и параметрических усилителей. Сотни чипов различных квантовых устройств размещаются на одной пластине и объединяются единым технологическим процессом изготовления.
Разработчики потратили несколько лет на переход к серийному производству с сохранением качества квантовых устройств. Они не хотели снижать качество и в итоге смогли улучшить точность элементов квантовых схем до 0,5 нм. Чтобы масштабировать технологию и организовать контрактное производство, потребуется дооснащение построенного в этом году исследовательского кластера в новом Бауманском кампусе. Площадь чистых комнат кластера составляет 2 500 м², и он уже оборудован запланированным оборудованием.
Одной из главных задач при запуске серийного технологического процесса стало создание наноразмерных элементов сверхпроводящих устройств – джозефсоновских переходов. Это трехслойная структура, состоящая из алюминия, туннельного оксида алюминия и алюминия (Al-AlOx-Al), в которой “рождается” кубит при переводе чипа в сверхпроводящее состояние (охлаждение процессора ниже 273 градусов Цельсия). Специалисты НОЦ ФМН применили технологию создания джозефсоновских переходов размером в десятки нанометров и субнанометрической точностью. Это помогло достичь рекордных показателей повторяемости электрических характеристик переходов и квантовых характеристик процессоров на мировом уровне.
Чтобы поставить технологию на серийное производство в виде пластин 100 миллиметров, исследователями была предложена и реализована математическая модель процесса повторяемого формирования джозефсоновских переходов. Результаты позволяют создавать квантовые интегральные схемы с высокой точностью контроля частоты кубитов.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
