論文の概要: High-coherence superconducting qubits made using industry-standard, advanced semiconductor manufacturing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.01312v2
• Date: Mon, 22 Apr 2024 07:50:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-23 23:24:19.098195
• Title: High-coherence superconducting qubits made using industry-standard, advanced semiconductor manufacturing
• Title（参考訳）: 産業標準・先進半導体製造を用いた高コヒーレンス超伝導量子ビット
• Authors: Jacques Van Damme, Shana Massar, Rohith Acharya, Tsvetan Ivanov, Daniel Perez Lozano, Yann Canvel, Mael Demarets, Diziana Vangoidsenhoven, Yannick Hermans, Ju-Geng Lai, Vadiraj Rao, Massimo Mongillo, Danny Wan, Jo De Boeck, Anton Potocnik, Kristiaan De Greve,
• Abstract要約: 工業的製造法を用いて300mmCMOSパイロットラインで製造されたトランスモン量子ビットを初めて示す。 我々は,コヒーレンス,収量,変動性,老化など,我々のアプローチの妥当性を検証した大規模統計研究について述べる。 この結果により、超伝導量子コンピューティングプロセッサのより信頼性が高く、大規模で、真のCMOS互換な製造が誕生した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The development of superconducting qubit technology has shown great potential for the construction of practical quantum computers. As the complexity of quantum processors continues to grow, the need for stringent fabrication tolerances becomes increasingly critical. Utilizing advanced industrial fabrication processes could facilitate the necessary level of fabrication control to support the continued scaling of quantum processors. However, these industrial processes are currently not optimized to produce high coherence devices, nor are they a priori compatible with the commonly used approaches to make superconducting qubits. In this work, we demonstrate for the first time superconducting transmon qubits manufactured in a 300 mm CMOS pilot line, using industrial fabrication methods, with resulting relaxation and coherence times already exceeding 100 microseconds. We show across-wafer, large-scale statistics studies of coherence, yield, variability, and aging that confirm the validity of our approach. The presented industry-scale fabrication process, using exclusively optical lithography and reactive ion etching, shows performance and yield similar to the conventional laboratory-style techniques utilizing metal lift-off, angled evaporation, and electron-beam writing. Moreover, it offers potential for further upscaling by including three-dimensional integration and additional process optimization using advanced metrology and judicious choice of processing parameters and splits. This result marks the advent of more reliable, large-scale, truly CMOS-compatible fabrication of superconducting quantum computing processors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビット技術の発展は、実用的な量子コンピュータの構築に大きな可能性を示している。 量子プロセッサの複雑さが増大し続ければ、厳密な製造耐性の必要性はますます重要になる。 先進的な工業的製造プロセスを利用することで、量子プロセッサの継続的なスケーリングをサポートするために必要な製造制御を促進することができる。 しかし、これらの産業プロセスは現在、高コヒーレンスデバイスを製造するために最適化されていないし、超伝導量子ビットを作るために一般的に使用されるアプローチと互換性がない。 本研究では,300mmCMOSパイロットラインで製造されたトランスモン量子ビットを産業的製造法を用いて初めて超伝導し,100マイクロ秒を超える緩和時間とコヒーレンス時間を実証する。 我々は,コヒーレンス,収量,変動性,老化など,我々のアプローチの妥当性を検証した大規模統計研究について述べる。 光学リソグラフィーと反応性イオンエッチングを用いた産業規模の製造プロセスは, 従来の金属リフトオフ, 角化蒸発, 電子ビーム印刷を利用した実験室式技術と同等の性能と収量を示した。 さらに、3次元の統合や、高度なメロロジーを使ったプロセス最適化、および処理パラメータと分割のジャディカルな選択を含むことで、さらなるアップスケーリングの可能性をもっている。 この結果により、超伝導量子コンピューティングプロセッサのより信頼性が高く、大規模で、真のCMOS互換な製造が誕生した。

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