Quantum Motion携手格芯打造1024量子比特芯片

1月7日消息，由索尼、博世和保时捷支持的英国量子计算初创公司 Quantum Motion 展示了其采用格芯（GlobalFoundries）的300毫米半导体工艺构建的1024量子比特的自旋量子芯片Bloomsbury的细节。

Quantum Motion 设计的Bloomsbury芯片在不到 0.1mm² 的面积上集成了 1024 个量子比特 （QD） 阵列，并在不到 5 分钟的时间内对其进行了验证，比当前最先进的技术至少快 100 倍。

Bloomsbury 芯片是在 GlobalFoundries 的 300 毫米 22FDX 工艺平台上制造的，利用其行业领先的功能，如高能效边缘处理、更宽的温度范围至 1K 及以下，以及片上系统集成。FDX 的背栅偏置功能进一步实现了低温调谐和控制，与体硅工艺相比，在读出和控制操作方面具有显著优势。

高速表征使用射频反射计，典型的信噪比电压比超过75，积分时间为3.18μs。该系统通过使用自动机器学习例程来提取关键的量子点参数，以评估量子点产量并了解器件设计的影响。

它使用全对全MUX，在给定10位输入的情况下，可以选择单个单元。它包含一条由三条设备控制线和十条数字地址线（五条行选择线和五条列选择线）组成的模拟总线，用于在32×32阵列中对每个受测QD设备进行寻址。这些器件使用与量子器件集成在同一硅内的CMOS门选择性地连接到模拟总线。

这可以扩展到更复杂的单元，例如耦合量子点系统，这是基于半导体的量子计算机的基本构建块。RF读出技术可用于将紧凑的色散自旋量子比特读出嵌入到按比例放大的量子点架构的单元中。

quantum Motion首席执行官James Palles Dimmock表示：“我们与GlobalFoundries的合作使我们能够证明，可扩展的制造技术与量子计算的严格要求是兼容的。这一成就表明，硅基量子芯片可以使用既定的半导体工艺制造，弥合量子研究和工业规模生产之间的差距。”。

GlobalFoundries高级副总裁兼企业研究员Ted Letavic表示：“此次合作是GlobalFoundries如何利用其差异化技术（如我们的22FDX技术平台）推动有助于塑造量子计算未来的进步的一个例子。”。

“我们对Quantum Motion展示的结果感到非常鼓舞，这些结果表明我们的工艺技术和先进的22FDX平台足够强大，可以实现创新的量子结构。我们期待继续与Quantum Motion建立强有力的合作关系，以支持他们对可扩展单片量子处理器的愿景。”

Quantum Motion开发了一种技术，可以测量大型阵列中的每个量子比特，而不需要与芯片的大量输入/输出连接，就像传统CPU只使用几百个输入/输出接口就可以将数十亿个晶体管连接到主板一样。

Bloomsbury的研究结果证实，硅基量子芯片与商业半导体制造工艺兼容，解决了扩大量子计算的关键挑战。

Quantum Motion计划在Bloomsbury的成功和GlobalFoundries的合作基础上，采用量子/经典集成水平不断提高的新芯片设计。

编辑：芯智讯-林子