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Jul 24, 2023

Criogênico ligado

31 de agosto de 2023 Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

31 de agosto de 2023

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pelo Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF

A primeira configuração de medição criogênica da Alemanha para medição de qualidade estatística de dispositivos qubit em wafers inteiros de 200 e 300 mm começou a operar no Fraunhofer IAF. A sonda on-wafer pode caracterizar dispositivos baseados em pontos quânticos semicondutores e poços quânticos, bem como supercondutores em temperaturas de medição abaixo de 2 K.

A operação totalmente automatizada permitirá aos investigadores criar uma base de dados quantitativamente relevante e promover a produção industrial de dispositivos de alta qualidade para a computação quântica e a deteção quântica na Europa.

Com a recém-instalada sonda criogênica on-wafer, os pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF pretendem compreender melhor o funcionamento de dispositivos quânticos baseados em pontos quânticos semicondutores e poços quânticos, bem como supercondutores. O dispositivo pode caracterizar wafers em tamanhos industriais (200 mm e 300 mm) e grandes volumes (até 25 wafers seguidos) de forma totalmente automática em temperaturas criogênicas abaixo de 2 K (271,15°C).

Os conjuntos de dados obtidos reduzem significativamente a dependência de acertos aleatórios, o que é característico de medições únicas. Desta forma, o aumento das capacidades de medição no instituto contribui para o desenvolvimento de uma produção confiável de qubits de alta qualidade que podem ser utilizados em computadores quânticos e sensores quânticos.

No momento do comissionamento, a instalação é a quinta deste tipo em todo o mundo, a segunda na Europa e a primeira na Alemanha. O Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF) financiou a aquisição e instalação da sonda de wafer como parte do projeto "KryoproPlus - Fornecimento e Verificação de uma Sonda Criogênica On-Wafer".

“Com a sonda on-wafer, ganhamos capacidades novas e únicas em caracterização criogênica em todo o país”, enfatiza o Prof. Rüdiger Quay, coordenador do projeto KryoproPlus e diretor interino do instituto Fraunhofer IAF. “Com este sistema, apoiaremos os nossos parceiros da investigação e da indústria no estabelecimento de uma cadeia de abastecimento europeia de materiais e processos de produção para qubits de estado sólido. Isto permite-nos dar um contributo importante para a soberania tecnológica da Alemanha e da Europa”, disse Quay. acrescenta.

“A sonda wafer nos fornece pela primeira vez conjuntos de dados estatisticamente relevantes que podemos usar para otimizar e dimensionar sistematicamente a produção de dispositivos qubit”, explica Nikola Komerički, que está supervisionando o projeto KryoproPlus como parte de seu doutorado sobre a caracterização de dispositivos de computação quântica. Komerički coordenou a instalação e comissionamento do sistema e já está realizando as primeiras medições.

“Queremos entender melhor como obter qubits bons e homogêneos para permitir o escalonamento e a produção industrial de qubits na Alemanha e na Europa”, acrescenta Komerički. “Para fazer isso, é necessário expandir a visão qualitativa para incluir uma perspectiva quantitativa e estatística sobre o comportamento dos dispositivos”.

Qubits baseados em pontos quânticos semicondutores e poços quânticos, bem como supercondutores, operam em temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15°C). Isto minimiza a interferência ambiental, ativa a supercondutividade e, assim, permite a formação e emaranhamento de qubits. Conseqüentemente, é essencial para o teste, otimização e escalonamento de qubits que eles sejam caracterizados em sua temperatura operacional e que um conjunto de dados de medição estatisticamente avaliáveis ​​seja coletado.