比利時微電子研究中心(imec)利用高數值孔徑(High Numerical Aperture; High-NA)極紫外光(EUV)微影技術製造量子點量子位元(Qubit)元件,為全球首款採用高NA EUV微影技術製作的整合式量子運算硬體元件。
矽量子點自旋量子位元因具備與既有CMOS半導體製程高度相容的優勢而被視為最具產業化潛力的量子位元技術之一,因此有「產業級量子位元」之稱。其運作原理是在矽奈米結構形成的閘極層中侷限電子,並利用電子自旋狀態儲存與處理量子資訊。
然而,量子位元之間容易受到環境雜訊干擾,因此必須儘可能縮小閘極結構間距,以提升量子位元的穩定性與運作效能。為此,imec成功製造出閘極間距僅6奈米的量子位元網絡,大幅提升量子位元的整合密度。根據理論推估,此項技術未來可望在單一晶片上整合數百萬個量子位元,為大規模量子運算系統奠定基礎。
imec先前已透過CMOS相容製程開發量子元件,並驗證其具備低電荷雜訊與穩定量子位元操作能力。此次進一步將高NA EUV微影技術導入量子裝置製造,不僅提升元件微縮能力與製程精度,也展現量子晶片可望從實驗室研究階段,逐步邁向符合12吋晶圓廠量產規格的大規模製造平台。