Научно-технологический центр «Шухов.Нано», учреждённый МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова», представил инновационную технологию субангстремной точности для создания процессоров нового поколения. Точность технологии достигает ±0,2 ангстрема, что составляет порядка одной десятой диаметра атома, сообщили в пресс-службе университета.
Разработка получила название iDEA. Она базируется на новых физических принципах и позволяет производить логические элементы с высокой точностью, что делает возможным создание квантовых процессоров с тысячами кубитов. Эти кубиты функционируют как сверхпроводниковые искусственные атомы, параметры которых можно точно настраивать — критически важно для построения гибридных суперкомпьютеров.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, а сама технология уже запатентована в России и подана на международное патентование.
Разработка получила название iDEA. Она базируется на новых физических принципах и позволяет производить логические элементы с высокой точностью, что делает возможным создание квантовых процессоров с тысячами кубитов. Эти кубиты функционируют как сверхпроводниковые искусственные атомы, параметры которых можно точно настраивать — критически важно для построения гибридных суперкомпьютеров.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, а сама технология уже запатентована в России и подана на международное патентование.
Как отметили в центре, сегодня лишь несколько мировых лидеров в области микроэлектроники достигли субнанометровой точности — среди них Intel с технологией 18 Å, Samsung (SF2, 12 Å) и TSMC (N2, 20 Å). В этих решениях точность обычно ограничена уровнем ±0,2 нанометра. Российская же разработка обеспечивает точность на порядок выше — ±0,2 ангстрема.
Повышенная точность необходима для современных квантовых чипов: с ростом числа кубитов увеличивается вероятность ошибок из-за отклонений в их частоте. Метод iDEA позволяет минимизировать такие погрешности.
В основе метода лежит использование фокусированного ионного пучка, который позволяет точно контролировать толщину туннельного диэлектрика кубита. Применяются ионы гелия или неона, а вся операция занимает около одной секунды на кубит. Частоту кубитов можно настраивать в диапазоне 10–400 МГц с разбросом по чипу всего ±17 МГц (0,35%), при этом когерентность сохраняется, а время жизни после обработки превышает 500 микросекунд — на уровне ведущих мировых разработок.
По прогнозам специалистов, точность регулировки в будущем может достигать ±10 МГц. В университете добавили, что, например, IBM Quantum заявляет точность в пределах ±14–18 МГц, чего достаточно для чипов с 300 кубитами. Технология iDEA открывает возможность создания процессоров с 1000 и более кубитами.
Отличительной чертой метода является то, что он впервые позволяет обрабатывать искусственные атомы с помощью ионного пучка. В то время как другие подходы — лазерное, электронное или электростатическое воздействие — оказываются менее точными и затрагивают более крупные области, iDEA выполняет задачу всего за секунду против десятков и сотен секунд у альтернатив.
Технология применима не только в квантовой сфере — её можно адаптировать для мемристоров, транзисторов и других компонентов перспективных вычислительных систем, что открывает путь к преодолению пределов современных чипов.
Центр «Шухов.Нано» входит в технологический кластер «Квантум Парк», занимающийся квантовыми, фотонными и флюидными технологиями. Центр оснащён помещениями класса чистоты ISO4 – ISO6 и готовит полный цикл разработки: от создания квантовых и фотонных схем до ДНК-секвенаторов, микросистем и лабораторий на чипе.
Повышенная точность необходима для современных квантовых чипов: с ростом числа кубитов увеличивается вероятность ошибок из-за отклонений в их частоте. Метод iDEA позволяет минимизировать такие погрешности.
В основе метода лежит использование фокусированного ионного пучка, который позволяет точно контролировать толщину туннельного диэлектрика кубита. Применяются ионы гелия или неона, а вся операция занимает около одной секунды на кубит. Частоту кубитов можно настраивать в диапазоне 10–400 МГц с разбросом по чипу всего ±17 МГц (0,35%), при этом когерентность сохраняется, а время жизни после обработки превышает 500 микросекунд — на уровне ведущих мировых разработок.
По прогнозам специалистов, точность регулировки в будущем может достигать ±10 МГц. В университете добавили, что, например, IBM Quantum заявляет точность в пределах ±14–18 МГц, чего достаточно для чипов с 300 кубитами. Технология iDEA открывает возможность создания процессоров с 1000 и более кубитами.
Отличительной чертой метода является то, что он впервые позволяет обрабатывать искусственные атомы с помощью ионного пучка. В то время как другие подходы — лазерное, электронное или электростатическое воздействие — оказываются менее точными и затрагивают более крупные области, iDEA выполняет задачу всего за секунду против десятков и сотен секунд у альтернатив.
Технология применима не только в квантовой сфере — её можно адаптировать для мемристоров, транзисторов и других компонентов перспективных вычислительных систем, что открывает путь к преодолению пределов современных чипов.
Центр «Шухов.Нано» входит в технологический кластер «Квантум Парк», занимающийся квантовыми, фотонными и флюидными технологиями. Центр оснащён помещениями класса чистоты ISO4 – ISO6 и готовит полный цикл разработки: от создания квантовых и фотонных схем до ДНК-секвенаторов, микросистем и лабораторий на чипе.
