超导量子比特技术的研究进展，为构建实用量子计算机显示了巨大的潜力。随着量子处理器的复杂性持续增长，严格制造容差的需求，变得越来越关键。
利用先进的工业制造工艺，可促进必要的制造控制水平，以支持量子处理器的持续扩展。然而，目前，这些工业过程，还没有被优化，以生产高相干性器件，也无法兼容用于制造超导量子比特的通用方法。近日，比利时 微电子研究中心（Interuniversity Microelectronics Centre, IMEC）J. Van Damme，A. Potočnik等，在Nature上发文，报道了利用工业制造方法，在300毫米互补金属氧化物半导体complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) 试验线中，制造了超导Transmon量子比特，弛豫和相干时间超过100μs。还展示了一致性、产量、可变性和老化的晶圆across-wafer、大规模统计数据，证实了这种方法的有效性。所提出的工业规模制造工艺，仅使用光学光刻和反应离子蚀刻，主要性能和产量，媲美于利用金属剥离、倾斜蒸发和电子束写入的传统实验室技术。还提供了通过三维集成和更多工艺优化进一步升级的潜力。这一结果标志着新的、大规模的、真正与互补金属氧化物半导体CMOS兼容的超导量子计算处理器制造方法。![]()
Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers. 300毫米晶圆上，超导量子比特的先进互补金属氧化物半导体制造。
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图1: 叠层约瑟夫森结/超导隧道结Josephson junction，JJ量子比特的制造。
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图2: 量子比特弛豫和相干时间。
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图3: 界面二能级系统two-level system，TLS缺陷。
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图4:量子比特频率变化和老化分析。
Van Damme, J., Massar, S., Acharya, R. et al. Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07941-9https://www.nature.com/articles/s41586-024-07941-9声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
