量子物理学：300 mmウエハー上での超伝導キュービットの先進的CMOS製造

超伝導キュービット技術の開発によって、実用的な量子コンピューターを構築する大きな可能性が示されている。量子プロセッサーの複雑性がますます増加する中、厳しい製造公差の必要性がますます重要となっている。先進的な工業製造プロセスを利用すれば、必要なレベルの製造制御が容易になり、量子プロセッサーの継続的スケーリングが後押しされる可能性がある。しかし現在のところ、こうした工業プロセスは高コヒーレンスデバイスの製造向けに最適化されておらず、超伝導キュービットの製造に一般的に用いられている手法にa prioriに適合可能でもない。今回我々は、300 mm CMOS（相補型金属酸化膜半導体）パイロットラインにおいて工業製造方法を用いて作製した、超伝導トランズモンキュービットを実証する。得られた緩和時間とコヒーレンス時間は100 μsを超えていた。我々は、今回の手法の妥当性を裏付ける、コヒーレンス、歩留まり、ばらつき、経時変化のウエハー全域にわたる大規模統計を示す。今回提示した工業規模の製造プロセスは、光リソグラフィーと反応性イオンエッチングしか使用しておらず、性能と歩留まりは、メタルリフトオフ、斜め蒸着、電子ビーム描画を利用する従来の実験室スタイルの技術と同等である。さらにこのプロセスは、三次元集積化とさらなるプロセス最適化を通して、より一層のスケールアップの可能性をもたらす。今回の結果は、超伝導量子コンピューティングプロセッサー向けの、真にCMOS適合型の代替的かつ大規模な新しい製造方法の出現を示すものである。

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