中存储消息，近日由伦敦大学学院和牛津大学的学者领导的英国量子计算初创公司 Quantum Motion（量子运动）宣布实现了对硅芯片上制造的量子器件的创世界纪录测量。该公司已经能够放置数千个量子点器件，与在绝对零度以上不到十分之一度的温度下运行的控制电子设备集成在一起，所有这些都在商业半导体代工厂制造的单个硅芯片上实现。这为使用现有硅制造工艺大规模生产量子芯片奠定了基础。结果于24日在英国格拉斯哥举行的IEEE电子电路和系统国际会议上宣布。
布鲁姆斯伯里芯片的微观视图显示了其与PCB的引线键合。
量子运动Quantum Motion公司的最新芯片Bloomsbury是一款3x3mm的芯片。2由一级代工厂使用与标准电子芯片制造相同的大规模生产工艺创建的设备。但与常规计算机芯片不同，Bloomsbury包含数千个量子点，单个电子可以一个接一个地加载到其中，作为量子比特。在此类设备的质量表征的巨大飞跃中，该团队已经展示了1024个量子点如何占据小于0.1mm的区域。2可在行业领先的 12 分钟内完成测量。所有这些都是在几十毫开尔文（-273摄氏度）的温度下实现的，这是自旋量子位以最小错误率运行所必需的。
从今天的小型量子处理器演示到大型量子计算机需要克服几个挑战。一个特别的是如何解决大型阵列中的每个量子比特，而无需与芯片进行大量输入/输出连接。量子芯片需要像传统CPU一样进行控制，传统CPU包含数十亿个晶体管，但仅使用几百个输入/输出连接即可连接到主板。实现这一目标不仅意味着使用与传统电子产品相同的工艺制造量子器件，而且还意味着以能够在量子比特操作所需的超低温下运行的方式设计电子电路。Quantum Motion在其Bloomsbury芯片中展示了这两项成就，从而大大加速了基于硅的量子芯片的测量和验证。
布鲁姆斯伯里芯片在芯片载体中一起。
“该团队已经创建了定制的'量子原语'，我们的晶体管版本，传统CMOS电路的构建块，我们可以用来捕获单个电子，”Quantum Motion集成电路（IC）负责人Alberto Gomez Saiz说。“将这些片上电子设备与我们设计用于在深低温下工作的传统电子设备集成，使我们能够读取数千个量子设备，只有9根电线进入冰箱。它消除了扩展的主要瓶颈。
“我们开发了高频读出技术和软件自动化，在12分钟内测量1024个量子点阵列，显示单电子行为，”量子运动首席量子硬件工程师M. Fernando Gonzalez-Zalba说。“这比其他行业努力快100倍，后者可能需要24小时或更长时间才能读取等量的点。
这些芯片是在一家基于Quantum Motion设计的商业代工厂制造的，采用300mm晶圆生产工艺，用于高产量和大批量芯片制造。与代工厂密切合作以实现这一令人印象深刻的结果是实现可扩展量子计算机道路上的一个重要里程碑。
芯片名称参考了量子运动在布鲁姆斯伯里的原始基地，该基地与伦敦大学学院的低温实验室设施密切合作，然后于 2022 年初在伦敦伊斯灵顿开设了自己的独立实验室。
Quantum Motion首席技术官John Morton评论说：“这一结果是我们的IC工程师和量子物理学家真正的跨学科努力，并加速了大规模生产量子芯片的开发。它显示了使用先进的硅铸造工艺实现量子处理器的巨大潜力。
关于Quantum Motion
Quantum Motion正在开发一个革命性的技术平台;不仅仅是一个量子比特，而是一个可扩展的量子比特阵列，基于已经用于制造智能手机和计算机芯片的无处不在的硅技术。该公司正在开发与CMOS工艺兼容的容错量子计算架构。容错量子处理器将支持最强大的量子算法，针对化学、材料科学、医学和人工智能等领域目前棘手的问题提供解决方案。