Imec maakt voor het eerst qubits met ASML's high-NA-euv-machine

Imec heeft voor het eerst qubits voor een quantumcomputer gemaakt met de nieuwste high-NA-euv-machines van ASML. Dat is volgens de onderzoeksinstelling een belangrijke stap, omdat ze met 'gewone' chipmachines gemaakt kunnen worden. Dat moet de productie versimpelen.

Dit nieuws in het kort

• Imec heeft voor het eerst qubits gemaakt met een high-NA-euv-machine van ASML.
• Dankzij die machine konden de qubits zeer klein en nauwkeurig gemaakt worden, wat belangrijk is voor de betrouwbaarheid van quantumcomputers.
• De stap brengt de grootschalige productie van quantumchips in theorie dichter bij de praktijk, zegt de Belgische onderzoeksinstelling.

Imec deelde die bevindingen tijdens de ITF World-conferentie, waar Tweakers aanwezig is. Het gaat om een zogeheten quantum-dot-qubit, een type qubit dat gebruikt kan worden als bouwsteen voor een quantumcomputer. Daarbij wordt een elektron opgesloten in een piepklein hokje. Zo'n elektron heeft een bepaalde 'spin', die omhoog of omlaag kan wijzen. Wetenschappers gebruiken die toestand om quantuminformatie op te slaan als een 0 of 1.

Het maken van zulke qubits is erg uitdagend, omdat de hokjes extreem klein en nauwkeurig gemaakt moeten worden. Als dat niet goed gebeurt, kan omgevingsruis de qubits verstoren.

Klaarstomen voor productie

Een van de qubits in kwestie. Bron: imec

De nieuwe high-NA-machines van ASML hielpen daarbij. Die machines kunnen extreem kleine structuren op chips aanbrengen. Dankzij high-NA-euv wist imec de hokjes te maken met een afstand van amper 6 nanometer tussen de gates. Ter vergelijking: een mensenhaar is ruim 10.000 keer dikker dan dat.

Imec liet eerder al eens zien hoe quantum-dot-qubits gemaakt kunnen worden met 'gewone' chipmachines. Toen werden nog geen high-NA-machines gebruikt. Door deze nieuwere productietools in te zetten, kan volgens imec de focus verlegd worden van het lab naar de chipfabriek. Dat wil overigens niet zeggen dat commerciële quantumcomputers binnenkort al verschijnen; een precieze timeline daarvoor is nog niet bekend.

Quantumcomputers

Quantumcomputers zijn nog volop in ontwikkeling, maar kunnen in de toekomst mogelijk gebruikt gaan worden voor specifiek rekenwerk. Wetenschappers hopen quantumcomputers bijvoorbeeld te kunnen gebruiken voor medische doorbraken.

Ze werken met quantum bits, ook wel qubits, om dat soort rekenwerk uit te voeren. Maar de ene qubit is de andere niet: ze zijn namelijk erg foutgevoelig. Om één 'perfecte' en foutloze qubit te maken, moet je honderden fysieke qubits met elkaar combineren. En om nuttig rekenwerk te doen heb je duizenden van die perfecte qubits, en dus miljoenen fysieke qubits nodig in een quantumcomputer.

Bron: imec

Qubits met 'gewone' chipmachines

Om dat mogelijk te maken, wordt er onderzoek gedaan naar heel veel verschillende soorten qubits. Wetenschappers zoeken naar qubits die goed schaalbaar zijn, om er zo veel mogelijk in een enkel systeem te krijgen.

De quantum dots die door imec gepresenteerd werden, worden gezien als een veelbelovende optie. Ze zijn relatief klein, waardoor er in theorie meer op een enkele chip passen. Ze zijn ook nog eens compatibel met de machines die je in een 'gewone' chipfabriek vindt.

Ook dat laatste is een groot voordeel: de chipsector heeft vele jaren ervaring met het productieproces van zulke traditionele cmos-chips. Diezelfde kennis kan straks dus ook gebruikt worden voor dit soort quantumchips. Dat moet het relatief makkelijk maken om zulke chips straks op grote schaal te gaan produceren.

Benieuwd hoe de chipmachines van ASML werken?

De chipmachines van het Nederlandse ASML worden gebruikt voor de productie van alle geavanceerde chips. Benieuwd hoe ze werken? Tweakers schreef eerder een uitlegartikel over de techniek achter deze machines. We volgden laatst ook de levering van een nieuwe high-NA-machine aan imec. De video daarover kun je hieronder bekijken.

Reacties (2)

[tedades]

Dat klinkt positief. Op het moment hebben alleen imec en Intel High-NA al redelijk op orde, zover ik weet. Dus er zullen nog wat machines in het veld bij moeten komen willen ze dit daadwerkelijk uitrollen.

[amigob2]

wat bedoel je met dat ze het redelijk op orde hebben ?