국립 선진 산업 과학 기술 연구소 [Ishimura Kazuhiko의 회장] (이하 AIST ") 장치 기술 연구 부서 [Nakano Takashi 회장 Nakano Takashi], New Principles Device Research Iizuka Shota, Mori Takahiro, 최고 연구원, 최고 연구원실리콘바카라 추천 양자 비트 장치8335_8380 |micromagnet를 포함하는 새로운 축적 구조가 고안되었습니다
Quantum Computers의 실제 적용에 1 백만 개가 넘는 큐브가 통합되어 있습니다오류 보정 유형 (범용) 양자 컴퓨터원합니다 AIST는 기존 반도체 통합 기술을 활용할 수있는 실리콘 바카라 추천 큐 비트 장치에 대한 연구를 수행하고 있습니다 대규모 통합에는 제조 공정 중에 발생하는 비 균일 처리 라인 폭과 위치 오류가 발생합니다제조 변동로 인한 특성에서 결함 발생을 줄이고 많은 바카라 추천 큐 비트 요소가 동시에 정상적으로 작동하도록해야합니다 그러나 많은 수의 바카라 추천 큐 비트 장치를 대규모로 평가하는 실험 기술이 없으므로 장치 및 통합 구조가 사용됩니다생산 변형 저항입니다 실험을 통해 평가할 수 없습니다 AIST는이를 평가할 수있는 시뮬레이터를 개발하고 있습니다 이 연구에서, 우리는 바카라 추천 큐 비트 장치의 고속 작동에 필요한 마이크로 머그넷이 장치 측의 하부에 포함되어 있으며 시뮬레이터를 사용한 고속 작동 및 제조 변동 저항을 평가하는 새로운 구조를 고안했습니다 결과적으로, 배선 층에 자석이 형성되는 종래의 구조와 비교하여랍비 진동(바카라 추천 작동 속도)는 약 10 배 빠르며, 제조 변동에 대한 저항이 최대 통합 큐 비트 수를 제한하는 요인이 크게 향상 될 수 있음을 보여주었습니다
또한,이 연구에 대한 세부 사항은 국제 회의 "2021 년 6 월 13 일부터 19 일까지 온라인으로 개최 된 VLSI 기술 및 회로에 관한 2021 년 심포지아에서 발표되었으며 하이라이트 논문으로 선정되었습니다
우리가 이번에 고안 한 새로운 실리콘 바카라 추천 큐 비트 장치 및 마이크로 머그넷의 통합 구조의 도식 다이어그램
대규모 통합 회로의 기본 요소 인 Transtor Technology는 현재 정보 처리 기술의 발전을 지원했지만 최근 몇 년 동안 개발이 둔화되었습니다 그러나, 인공 지능 (AI)과 빅 데이터를 활용하여 복잡한 사회적 문제를 해결할 수있는 정보 처리 기술이 고도로 복잡한 정보 처리가 필요하며 정보 처리를 위해 전문화 된 컴퓨터 하드웨어의 연구 및 개발이 점점 더 대중화되고 있습니다 이 중에서, 양자 컴퓨터는 짧은 시간 안에 이전 정보 처리 기술로 해결할 수없는 복잡한 문제를 해결할 수 있으며 물류 및 금융과 같은 실생활에서 사용됩니다Combinal 최적화 문제, 새로운 재료 개발 및 약물 발견과 같은 재료 분야에 사용되는 양자 화학 계산에 적용될 것으로 예상됩니다 실질적으로 사용하려면 백만 개가 넘는 바카라 추천 큐빗을 통합해야하지만이 시점에서초전도큐 비트 요소 유형에는 100 큐 비트 이하의 통합 만 포함되며 실리콘 바카라 추천 큐 비트 요소 유형에는 3 큐 비트의 통합 만 포함되므로 두 경우 모두 통합 정도를 개선 할 수있는 기술을 설정하는 것이 바람직합니다
AIST는 이전에 고온에서 작동 할 수있는 바카라 추천 큐이트를 개발했습니다 (안전한 바카라 사이트 AIST : 실리콘 큐브의 성공적인) 및 Qubit Control Circuits의 개발은 미세한 실리콘 양자 컴퓨터 하드웨어 실현을 목표로 한 장치 기술 및 통합 기술에서 결과를 달성했습니다
10337_10467임펄스 TCAD를 기반으로 실리콘 바카라 추천 큐 비트 장치의 성능을 평가하는 시뮬레이터를 개발하고 있습니다 French Institute of Electronics and Information Technology (LETI)와 Belgium의 Interuuniversity Microelectronics Center (IMEC)도 유사한 개발을 위해 노력하고 있지만 바카라 추천 큐 비트 장치 특성을 시뮬레이션 할 수있는 장치 시뮬레이터의 개발은 막 시작되었습니다
이 연구 및 개발은 양자 정보 처리 분야에 대한 기본 기초 연구의 지원과 "실리콘 큐비트를 사용한 양자 컴퓨터에 대한 대규모 통합 회로의 실현"(JPMXS0118069228) 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 Leap Program (Q-Leap)
이번에는 AIST가 바카라 추천 큐 비트 장치의 고속 작동에 필요한 마이크로 마그넷을 통합하는 새로운 구조를 발표했습니다 제안 된 구조에서, 바카라 추천 큐 비트 요소 위에 이전에 있었던 마이크로 마그네트는 요소의 측면 하단 부분에 형성된다 마이크로 마그넷은 바카라 추천 큐 비트 요소에 더 가깝기 때문에 고속 작동에 적합한 것보다 강합니다그럴링 된 자기장| 얻을 수 있고 배선 공간을 상단에 고정 할 수 있습니다자체 정렬 프로세스 기술|라는 제조 방법 이는 제조 변동 저항을 증가시킬 수 있습니다
제안 된 구조에서, 우리는 먼저 일반 목적 양자 컴퓨터를 실현하는 데 필요한 그리드와 같은 비트 배열을 가정했습니다 (그림 1 왼쪽) 시뮬레이터의 계산 결과는 상단에서 볼 때 마이크로 마그넷이 바카라 추천 큐 비트 요소의 4 개의 모서리 중 2 개에 배치 될 때 가장 강한 구배 자기장 강도를 얻을 수 있음을 보여줍니다 (그림 1)랍비 주파수그라디언트 자기장의 크기에 비례하여 증가하지만,이 시간에 고안된 구조는 기존 구조보다 약 10 배 높은 것으로 증가 할 수 있음을 보여준다
그림 1 : 상단에서 볼 수있는 격자 모양의 비트 배열 (왼쪽) 및 마이크로 마그네트 위치 (중앙) 및 획득 된 랍빈 주파수 (오른쪽)
제안 된 구조의 제조 변동성 저항은 시뮬레이터로 검증되었습니다 전형적인 제조 공정에서, 제조 변동의 유형 인 작은 편차는 바카라 추천 큐 비트 요소 및 마이크로 마그네트의 상대 위치에서 발생합니다 대조적으로, 자체 정렬 공정 기술이 채택 될 때, 큐 비트 자체는 위치 기준이며, 바카라 추천 큐 비트 요소와 마이크로 마그네트 (도 2의 왼쪽) 사이에 상대적 편차가 없으므로 제조 변동이 제조 변동의 변화에 매우 강하고 특성은 제조 변이로 인해 발생할 가능성이 적다 이 장점은 바카라 추천 큐 비트 장치의 가장 중요한 성능 매개 변수입니다계산 오류율를 사용하여 확인되었습니다 결함 특성에 대한 결정 값은 총 목적 양자 컴퓨터에 필요한 계산 오류율로 설정되었습니다 일반적인 형성 방법은이 구조를 채택함으로써 바카라 추천 큐 비트와 마이크로 마그네트 사이에 1 nm의 편차를 허용 할 수는 없지만, 계산 오류 발생률은 4 nm에서 1% 미만으로 유지 될 수 있습니다 (그림 2의 오른쪽) 현재 절단 가장자리Extreme UV 리소그래피장치에 의해 생성 된 위치 편차는 결함 발생률을 나타내는 지표3σ 값약 2 nm 인 것으로 간주되며,이 구조는 4 nm의 편차를 허용하며, 이는 2 배의 6σ 값입니다 장치 구조에서 6σ 값을 초과하는 고장 속도는 백만에서 3 개이므로 현재 구조는 제조 변동 저항을 가질 것으로 예상됩니다 기존의 구조는 약 10 단위의 한계를 가졌으며, 이는 상당한 개선이 예상 될 수 있음을 의미합니다
그림 2 : 제조 공정의 차이 (왼쪽) 및 계산 오류율 위치 편차가 발생할 때 (오른쪽)
바카라 추천 큐 비트 장치의 특성을 시뮬레이션 할 수있는 AIST가 개발 한 장치 시뮬레이션 기술을 사용하여 대규모 통합 될 수있는 양자 컴퓨터 기술을 계속 설계하고 검증 할 것입니다 또한 양자 회로에는 양자 컴퓨터 실현에 필요한 작업 실행, 작업 결과 읽기 및 바카라 추천 큐 비트 장치의 커플 링과 같은 요소가 포함됩니다 또한, 우리는 대규모 극저온 실험 평가 기술의 실제 적용에 기여하고자합니다
국립 선진 산업 과학 기술 연구소 국립 연구 및 개발 회사
장치 기술 연구 부서 New Principles Device Research Group
AIST Special Research Fellow, Iizuka Shota 이메일 : s-iizuka * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)
최고 연구원 Mori Takahiro 이메일 : Mori-Takahiro * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)