Создана технология передовых танталовых чипов квантовых компьютеров

Специалисты разработали технологию производства сверхпроводниковых интегральных схем на основе тантала, которая позволяет более чем в 10 раз повысить качество компонентов для квантовых вычислителей, сообщили в пресс-службе МГТУ им. Н. Э. Баумана.

«В Квантум Парке МГТУ им. Н. Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» разработана технология изготовления сверхпроводниковых интегральных схем на основе тантала — одной из перспективных материальных платформ квантовых сопроцессоров. Она позволяет в разы улучшать качество сверхпроводниковой квантовой электронной компонентной базы», — говорится в сообщении.

Как пояснили в пресс-службе, тантал значительно устойчивее алюминия к воздействию кислот и других агрессивных сред. Благодаря этому изготовленные на его основе структуры можно подвергать более интенсивной обработке, удаляя с поверхности атомарные загрязнения и оксиды, которые ухудшают характеристики кубитов. Кроме того, естественный оксид тантала содержит значительно меньше дефектов по сравнению с оксидом алюминия, благодаря чему квантовая информация сохраняется дольше.

Качество разработанной технологии специалисты проверили на танталовых микроволновых резонаторах. Их добротность превысила 10 млн в однофотонном режиме. Этот показатель характеризует способность системы сохранять квантовую информацию. «Достигнутый показатель — в числе лучших в мире: подобные значения сегодня доступны только коллегам из Принстонского университета и Бельгийского нанотехнологического центра IMEC», — отмечается в сообщении.

Об исследовании

Одной из основных сложностей при создании технологии стало получение необходимой фазы тантала. Пленки этого металла могут формироваться в двух фазах — альфа и бета, при этом для сверхпроводниковых схем требуется высокочистый альфа-тантал.

«При разработке технологии мы провели более 1 тыс. экспериментов, и эти результаты помогли нам выдвинуть гипотезу механизма фазовой селекции, объясняющую формирование альфа- и бета-тантала. Используя методы просвечивающей микроскопии с атомарным разрешением, мы проанализировали морфологию десятков серийно изготовленных пластин и отследили субнанометровые структурные особенности альфа-тантала на кремнии — их просто невозможно увидеть обычными приборами», — отметил разработчик технологий, старший научный сотрудник Квантум Парка Евгений Зикий, чьи слова приводит пресс-служба.

По словам руководителя кластера Квантум Парк Ильи Родионова, первые поставки квантовых сопроцессоров на танталовой платформе законтрактованы на осень 2026 года.

Исследования выполнены в рамках стратегического технологического проекта «Экзафлопсные гибридные вычисления (Bauman DeepTech)» программы «Приоритет-2030». Результаты работы опубликованы в научном журнале Applied Physics Reviews.

Источник: Пресс –служба МГТУ им . Н.Э. Баумана