Diraq最新突破：在300毫米硅晶圆上的量子比特控制精度达99.9%！

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发布时间：2024-06-13

6月12日，澳大利亚硅量子计算公司Diraq宣布使用imec公司采用行业标准的CMOS材料，在300毫米硅晶圆上制造的量子比特（qubit）达到了99.9%的控制精度。通过确保99.9%的单量子比特控制保真度，Diraq达到了现有硅芯片代工厂制造的强有力、全尺寸、具有纠错功能的量子计算机处理器所需的精度水平。

来源：Diraq

Diraq的首席执行官兼创始人Andrew Dzurak表示：“这一创纪录的演示使用的是由位于比利时鲁汶的纳米电子研发中心imec制造的量子比特设备。Diraq非常高兴能够与imec合作。这种关系对于Diraq的技术路线图至关重要，通过该路线图，我们计划在竞争对手之前实现完全纠错的量子计算系统。”

此次在imec设备上展示的结果，是迄今为止使用标准CMOS材料和工艺在300毫米代工环境中制造的硅自旋量子比特的最高单量子比特保真度。Diraq在过去十年中开发的复杂量子比特控制和测量技术，包括实时反馈、优化的量子比特初始化、控制电压脉冲成形以及包括门集断层扫描（GST）和随机基准测试在内的先进分析工具，使得该设备中量子比特保真度的高度精确测量成为可能。

“看到300毫米原型量子比特的性能如此出色，真是令人激动万分，”曾在imec进行过博士研究，Diraq的量子设计和测量工程师，负责设备测试的Nard Dumoulin Stuyck说,“我亲身经历过Diraq和imec所展现的非凡才能，并期待这两个组织之间强大的联系将带来巨大的进步。”

关于Diraq

Diraq是利用硅“量子点”技术构建量子处理器的全球领导者，依托于20年研究开发的专有技术，并获得了超过1.35亿美元的资金支持，产生了11个专利集合。它的方法是依赖现有的硅制造工艺，即CMOS工艺，这是代工厂用来生产半导体组件的工艺，为市场提供了一条更快、更便宜的途径。Diraq的目标是通过在单个芯片上推动量子比特数量达到数百万，最终达到数十亿，这是实现商业应用所需的数量，从而彻底改变量子计算。

通过利用现有的芯片制造技术和在当前半导体设备内大规模制造量子比特的能力，Diraq正在加速变革，而这种变革可能会改变我们今天所熟知的计算方式。它的平台架构是专门构建的，旨在推动重大的处理进步，以降低成本和能源障碍，并实现量子计算的全部社会和经济潜力。

在今年2月，Diraq宣布成功完成1500万美元（约合人民币1亿元）的A-2轮融资，并由法国量子行业风险投资机构Quantonation领投。4月10日，Quantonation宣布其第二只专门用于量子技术的早期基金Quantonation II首次募资完成，目前已募资7000万欧元（约合人民币5亿元）。

Diraq先前在硅量子比特的研究进展

由于硅CMOS量子比特的尺寸极小，与现代晶体管相当，因此有望在一块芯片上集成数百万个量子比特，而传统晶体管的数量也差不多。这使它们有别于其他需要大型、耗能且昂贵系统的模式。

Diraq用来展示99.9%量子比特保真度结果的imec设备采用的布局与Diraq团队成员早期的工作类似，但现在由imec在其300毫米工业生产线上重新设计和制造。

在过去十年中，Diraq团队在《自然》期刊上发表了30多篇论文，在硅自旋量子比特研究方面取得了多项世界首创成果，并在此过程中为其技术申请了专利。该团队上个月在《自然》期刊上发表了论文“High-fidelity spin qubit operation and algorithmic initialization above 1K”，展示了硅量子比特在1开尔文温度下的高保真操作——这一温度足以应对控制量子处理器所需的传统晶体管产生的热量。

Diraq的最新研究代表他们朝着实现量子计算潜力又近了一步。该团队计划在不久的将来在国际半导体行业会议上展示他们的成果。

之前，该公司表示：“在未来十年里，我们的Diraq芯片将从原型发展到纳米级的硅量子处理器芯片，这是其他量子比特技术永远无法实现的。”

关于imec