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Jul 24, 2023

極低温オン

2023 年 8 月 31 日 この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされました。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

2023年8月31日

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フラウンホーファー応用物性物理研究所 IAF 著

200mmおよび300mmウェーハ全体の量子ビットデバイスの統計的品質測定のためのドイツ初の極低温測定装置がフラウンホーファーIAFで稼働を開始した。 オンウェーハプローバーは、2 K 未満の測定温度で、半導体量子ドットおよび量子井戸、さらには超伝導体に基づくデバイスの特性を評価できます。

完全に自動化された操作により、研究者は定量的に関連性の高いデータベースを構築し、ヨーロッパにおける量子コンピューティングおよび量子センシング用の高品質デバイスの工業生産を進めることができます。

フラウンホーファー応用固体物理研究所 IAF の研究者らは、新しく設置された極低温オンウェーハプローバーを使用して、半導体量子ドットや量子井戸、さらには超伝導体に基づく量子デバイスの機能をより深く理解することを目指しています。 このデバイスは、工業用サイズ (200 mm および 300 mm) および大量 (連続して最大 25 枚のウェーハ) のウェーハを 2 K (271.15°C) 未満の極低温で完全に自動的に特性評価できます。

得られたデータセットは、単一測定の特徴であるランダムヒットへの依存を大幅に軽減します。 このように、同研究所の測定能力の向上は、量子コンピューターや量子センサーで使用できる高品質量子ビットの信頼性の高い生産の開発に貢献します。

試運転時点では、この施設は世界で 5 番目、ヨーロッパでは 2 番目、ドイツでは最初の施設です。 ドイツ連邦教育研究省 (BMBF) は、「KryoproPlus - 極低温オンウエハー プローバーの提供と検証」プロジェクトの一環として、ウエハー プローバーの調達と設置に資金を提供しました。

「オンウェーハプローバーにより、全国規模の極低温特性評価において新しくユニークな能力が得られます」と、KryoproPlus プロジェクトコーディネーターでフラウンホーファー IAF 研究所所長代理のリュディガー・クエイ教授は強調します。 「このシステムにより、私たちは研究および産業界のパートナーが固体量子ビットの材料と製造プロセスのヨーロッパのサプライチェーンを確立することをサポートします。これにより、私たちはドイツとヨーロッパの技術主権に重要な貢献をすることができます。」とQuay氏は述べています。と付け加えます。

「ウェーハプローバーは、量子ビットデバイスの生産を体系的に最適化し、規模を拡大するために使用できる統計的に関連したデータセットを初めて提供します」と、量子ビットデバイスの特性評価に関する博士号の一環としてKryoproPlusプロジェクトを監督しているニコラ・コメリチキ氏は説明します。量子コンピューティングデバイス。 Komerički はシステムの設置と試運転を調整し、すでに最初の測定を行っています。

「私たちは、ドイツとヨーロッパで量子ビットの拡張と工業生産を可能にするために、良質で均質な量子ビットを取得する方法をより深く理解したいと考えています」とコメリチキ氏は付け加えた。 「そのためには、定性的な見方を拡張して、デバイスの動作に関する定量的で統計的な観点を含める必要があります。」

半導体量子ドットと量子井戸、および超伝導体に基づく量子ビットは、絶対零度 (-273.15°C) に近い温度で動作します。 これにより、周囲の干渉が最小限に抑えられ、超伝導が活性化され、量子ビットの形成ともつれが可能になります。 したがって、量子ビットのテスト、最適化、スケーリングには、量子ビットが動作温度で特性評価され、統計的に評価可能な一連の測定データが収集されることが不可欠です。