Il mondo dei qubit, seppur familiare ancora a pochi, sta diventando sempre meno misterioso per tutti. Anche solo l’eco della risonanza dei progressi compiuti da chi se ne occupa quotidianamente, fanno percepire al largo pubblico che non si tratta di utopia. Magari di un futuro non del tutto prossimo, anche se “prossimo” è un concetto relativo, ma di un futuro probabile, se non inevitabile.
Alla sensazione che i computer quantistici prima o poi diventeranno parte del quotidiano contribuisce in modo decisivo ciò che Intel ha riportato in una ricerca pubblicata su Nature. Nell’articolo si leggono i suoi passi avanti significativi verso la realizzazione di processori quantistici basati sul silicio.
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Parola d’ordine, ottimizzare
Uno riguarda l’ottimizzazione di un processo di fabbricazione standard e l’altro lo sviluppo di un mezzo per testare la qualità dei singoli dispositivi risultanti su un intero wafer da 300 mm. Sono entrambi funzionali alla produzione in massa di quantum computer, di quella che comporta gli stessi processi di produzione dei semiconduttori utilizzati sempre da Intel per realizzare quelli classici
Il suo obiettivo finale resta quello della fault tolerance. Ancora non ci siamo, ma i progressi raccontati anche stavolta lasciano piacevolmente stupiti tutti coloro che vogliono credere nei qubit. Alla base ci sarebbe un cryoprober in grado di contenere un intero wafer di silicio a scopo di test. Una tecnologia che esiste già da ottobre 2022 e che ha ora permesso una “nuova caratterizzazione statistica” dei dispositivi di qubit al silicio, mostrando miglior resa, uniformità e fedeltà.
L’ispezione dell’intero wafer sarebbe una procedura standard per dei semiconduttori, ma le necessità di raffreddamento avevano cambiato le cose, complicandole. Ora si può invece contare su un nuovo processo, ottimizzato e che permetterà di fabbricare dispositivi spin qubit su eterostrutture di silicio/germanio (Si/SiGe).
I test, testati, danno soddisfazione
Scorrendo i dettagli contenuti nell’articolo, la modellazione dei gate dei punti quantici è stata eseguita in un unico passaggio con la litografia a ultravioletti estremi (EUV), consentendo l’esplorazione di gate step da 50 nm a 100 nm. La resa elevata è invece legata a una combinazione di processi di produzione industriale che ha ridotto i tempi e l’effort, in chiave di forte ottimizzazione. Una ottimizzazione che ha superato i test.
Intel ne ha condotti con 232 dispositivi 12QD su un wafer, dimostrando la coerenza del suo processo di fabbricazione dei gate. La resa dei punti quantici è stata stimata al 99,8%, mentre la resa dell’intero dispositivo al 96%.
Percentuali che fanno entrambe sognare Intel (ma non solo) soprattutto perché in tal occasione è stato stabilito anche un nuovo standard per la scala e l’affidabilità dei dispositivi di spin qubit attuali. Un passo avanti che ne promette altri, verso matrici di spin qubit molto più grandi e complesse. Verso il futuro.
