インサイダーブリーフ
- Berkeley Labの研究者は、スケーラブルな量子コンピューターへのステップである、超伝導Qubitsの騒音回復力を大幅に改善する新しい製造方法を開発しました。
- この技術は、シリコン基板の上に超誘導体を吊り下げ、材料誘発ノイズを減らし、インダクタンスを従来の方法と比較して87％増加させます。
- この作業は、古典的なコンピューティングの範囲を超えて科学的問題のための量子技術を促進するDOE資金の国立センターであるQuantum Systems Acceleratorの一部です。
- 画像：Berkeley LabのApplied Mathematics＆Computational Research Divisionの大学院生研究者であるLarry Chenは、超伝導Qubit研究のための専門のクリーンルーム内の機器を調べます。 （クレジット：Thor Swift/Berkeley Lab）
プレスリリース – ローレンスバークレー国立研究所（バークレーラボ）の科学者が率いる研究チームは、大規模な量子コンピューターを可能にする重要な技術である超伝導キュービットの騒音堅牢性を改善できる新しい製造技術を開発しました。
作業はの一部です Quantum Systems Accelerator（QSA） バークレーラボ率いる。 QSAは、米国エネルギー省（DOE）Advanced Scientific Computing Research（ASCR）プログラムから資金提供を受けた国立量子情報科学（QIS）研究センターです。物理学、化学、材料、生物学の長年の課題を潜在的に解決できる量子技術を開発していますが、これは古典的なコンピューターでは対処できません。
QSAは、Sandia National Laboratoriesが主要なパートナーとして、主要なQubit Technologiesに取り組んでいる、北米に15のメンバー機関を集めています。
量子コンピューターは、クラシックコンピューターよりも指数関数的に特定の複雑な問題を解決することにより、セクター全体でR＆Dをスピードアップできます。コマーシャル対応の量子コンピューターを作成するために、研究者は、電気電流を失うことなく実行する材料を使用することにより、特定のタイプのキュービット（量子コンピューターの基本的な情報単位）の開発に関心を持っています。これらの超伝導キクは通常、既存のマイクロチップ製造技術と互換性のある材料である超伝導金属をシリコンに堆積させることにより製造されます。
「ノイズに耐えるQubitsを作成する方法を知ることで、エネルギー省の使命の鍵となる科学的問題を解決することに向けられた、より効率的な量子コンピューターを進めることができます。」
– Quantum Systems Accelerator Director、Bert de Jong。
しかし、すべてのQubitsと同様に、超伝導Qubitsは、デバイス内の材料からの不要な電気料金などの環境障害によって引き起こされるエラーの影響を特に受けやすくなります。
The New Fabrication Technique – バークレーのラボ主導のチームが最近ジャーナルに掲載した 適用された物理文字 – シリコン基板から「スーパーイン誘導体」と呼ばれる回路コンポーネントを持ち上げることにより、材料の不完全性によって引き起こされ、それによってパフォーマンスを改善することによって引き起こされるノイズが大幅に低下する可能性があります。空気中のスーパーイン誘導体を部分的に懸濁すると、基質との接触が最小限に抑えられるため、コンピューティングのパフォーマンスを損なう可能性のある重要なノイズ源を排除する可能性があります。
「Qubitsの欠陥によって誘発される騒音を減らすことは、世界中の科学者が何十年も追いかけてきた目標です。解決するのは困難な問題です。しかし、私たちの製造技術 – シンプルな化学的エッチングアプローチは、超伝導マイクロチップを作る人にとっては、科学者向けの科学者向けの科学者のための科学者のための科学的な科学者のための成分を作る人にとっては誰でも行方不明です。 （quist）バークレーラボの応用数学および計算研究部門のグループ。
マイクロエレクトロニクスでは、インダクタと呼ばれる小さな磁気ワイヤは、トランジスタがオフになった場合でも電流を流れ続けることにより、回路にエネルギーを供給します。同様に、超誘導体により、超伝導キクがより連続的に流れるようにすることができます。そして、この連続した電気の流れにより、ノイズチャネルに対してより堅牢になる可能性があります。
バークレーラボの応用数学および計算研究部門の教員であるIrfan Siddiqiが率いるQSAの上級アドバイザーであるIrfan Siddiqiは、6インチのシリコンウェーハに部分的に吊り下げられた上誘導体を備えたアルミニウムベースの超伝導装置を製造しました。新しいアプローチにより、彼らはウェーハの特定の領域で数百のサブミクロンサイズのスーパーインドクターをエッチングすることができ、シリコン表面の大部分はエッチングされず、手付かずになりました。真空下の低温技術は、壊れやすい吊り下げ式の上誘導物を損傷することなく、エッチングマスクを除去しました。
彼らは、この穏やかなクリーニングプロセスにより、従来の皮膚張りのスーパーインドクターと比較して、インダクタンスが87％増加したこと、つまり磁場にデータを保存するために必要な電流の流れが発生することを発見しました。
「これは、よりクリーンな方法とより指導された方法の両方でスーパーインタクタンスを作成できるようにするための製造テクニックです。デバイスを構築する柔軟性を高めることができます」とサンティアゴは言いました。
将来の仕事では、Santiago、Siddiqi、およびTeamの目的で、新しい手法を使用して3D統合プロジェクトの一部としてキュービットを製造することを目指しています。 （Siddiqiは電気工学とコンピューターサイエンスの教授でもあり、カリフォルニア大学バークレー校の物理学部長です。）
「この先駆的なアプローチにより、ノイズが発生しやすい超伝導キュービットのエンジニアリングと製造への新しい経路が可能になり、ASCRの目標の中心的な複雑な計算と科学的問題を処理することができます。ノイズに耐えられるqubitsを作成する方法を知ることで、エネルギー監督を科学することを促進する科学的問題を解決することで、より効率的な量子コンピューターを促進することができます。
バークレーラボがのお祝いに参加するように 量子科学技術の国際年、この製造技術のようなブレークスルーは、量子技術の急速な進歩を示しており、より強力で信頼性の高い量子コンピューターへの道を開いています。バークレーラボで量子R＆Dの詳細については、「」をご覧ください。Berkeley Lab Quantum：未来の科学技術を進める。」
この作品は、DOE科学局によってサポートされていました。米国陸軍調査局によって追加のサポートが提供されました。
– から バークレーラボ
