실시간 바카라 큐 비트 장치의 특성이 오랜 기간 동안 변하는 주요 이유 식별

새로운 원칙 실리콘 장치 연구팀, 바카라 커뮤니티 (이하 "AIST"), 새로운 원칙 실리콘 장치 연구 팀, Oka Hiroshi, Asai Eidai의 최고 연구원, Kato Kimiko, Mori Takahiro, Mori Takahiro 교수, Mori Teatoh, Mori Takahiro 교수 Denki University 및 기타실시간 바카라 양자 비트 장치의 긴 기간 특성 변화의 원인 처음으로 확인되었습니다

8716_9047FIN 타입 큐 비트 요소절연 필름/반도체 인터페이스의 결함입니다 이 결과는 실시간 바카라 양자 컴퓨터의 안정적인 작동을 목표로 한 큐 비트 장치의 제조 기술 개발에 대한 지침을 제공했습니다 이 기술에 대한 자세한 내용은 2024 년 12 월 7 일부터 미국 샌프란시스코에서 열린 국제 회의 인 IEEE International Electron Devices 2024에서 발표 될 예정입니다

양자 컴퓨터는 양자 중첩 상태와 같은 양자 역학 현상을 적극적으로 활용하는 컴퓨터이며, 현대 컴퓨터보다 빠른 속도에서 양자 화학 계산 및 조합 최적화 문제와 같은 특정 사회적으로 중요한 문제를 계산할 수 있음을 이론적으로 입증했습니다 양자 비트의 경우, 양자 컴퓨터의 기본 요소,초전도 유형와 같은 다양한 방법이 있습니다 실시간 바카라 유형이지만, 수십 초 또는 몇 시간과 같은 장기간 후에 특성은 변하고, 일정 기간 후에, 특성의 변화가 원래 특성으로 반복적으로 반복적으로 복귀하는 것과 같은 특성의 변화가 발생합니다 예를 들어, 현재의 초전도 양자 컴퓨터는 또한 오랜 기간 동안 시간에 따른 특성의 변화를 관찰했습니다 상태가 변경된 상태에서 계산이 수행되면, 큐 비트는 의도 된 상태가 아니며 계산 결과에서 오류가 발생합니다 이 오류가 발생하지 않도록하기 위해서는 특성 변화의주기를 고려하여 주기적으로 조건을 진단하고 조정을 수행해야합니다 현재이 진단 및 조정 작업은 고주파 및 때로는 몇 시간과 같은 오랜 시간이 걸리므로 사용자가 양자 컴퓨터를 사용할 수있는 시간을 제한합니다

실시간 바카라 큐 비트 장치에서도 고도로 통합 된 양자 컴퓨터를 향한 적극적으로 연구하고 발전하고 있으며, 오랜 기간 동안 전류-전압 특성이 변화하는 현상이 관찰되었습니다 실시간 바카라 유형 중에서, 핀 유형 (3 차원 채널과 생선 지느러미에 비유되는 모양)은 높은 통합에 대한 기대가 높으며, 전 세계적으로 연구 및 개발이 수행되고 있지만 장기간 특성 변화의 원인은 이해되지 않았으며 실험적 검증이 충분히 진행되지 않았습니다 정교하고 실용적인 양자 계산을 가능하게하는 고도로 통합 된 양자 컴퓨터의 안정적인 작동을 보장하기 위해 실시간 바카라 핀 유형 큐 비트 장치에서 장기적 특성의 변화의 원인을 명확히하기 위해 기다리고 있습니다

AIST는 고도로 통합 된 양자 컴퓨터를 실현하기 위해 실시간 바카라 큐 비트 장치 및 해당 제어 전자 장치로서 Cryo-CMOS 회로 및 장치의 연구 및 개발을 연구하고 있습니다 Cryo CMOS 장치의 연구 및 개발은 지금까지 극저온 운영 트랜지스터 (2022 국제 회의 VLSI 심포지엄에서 제시됨)의 전류를 제한하는 요인에 대한 이해와 정확한 회로 설계를 위해 극도의 극저온 온도에서 스위칭 특성을 결정하는 요인의 설명을 통해 지금까지 수행되었습니다 (Aisotech Press 발표 2023 년 12 월 10 일), 극도의 극저온 온도에서 소음 증가 메커니즘 (2020 국제 회의 VLSI 심포지엄 발표), 소음 소스 식별 (AIST : 계산 성능을 줄이는 대규모 통합 실시간 바카라 컴퓨터)를 포함하여 세계 최고의 연구 결과를 달성했습니다

AIST Advanced Semiconductor Research Center는 현재 실시간 바카라 양자 컴퓨터를위한 Qubit 장치를 연구하고 개발하고 있으며, 지금까지 수행 된 트랜지스터 평가 및 분석 방법을 적용함으로써 실시간 바카라 핀 형 각제의 장기 기공 특성의 주요 특성의 주요 원인을 확인했습니다

이 연구 및 개발은 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 광학 양자 도약 플래그십 프로그램 (Q-Leap)에 의해 부여되었습니다 "Silicon Quantum Bits (2018-2027)를 사용하여 양자 컴퓨터를위한 대규모 통합 회로 구현"(JPMXS0118069228)

실시간 바카라-핀 큐 비트 장치에서는 약 몇 초 정도의 간격에서 현재 값 변화와 같은 특성의주기 변화가 정상으로 돌아갑니다 (그림 1) 이주기적인 변화가있을 때 계산이 발생하지만 오류가 발생하지만 원인을 식별하기는 쉽지 않았습니다 실시간 바카라 핀 타입 큐 비트 장치는 실시간 바카라의 양자 정보를 담당하는 전자의 제한이 필요합니다게이트 전극를 사용하십시오 (그림 2 왼쪽) 각 게이트 전극마다 다른 전압을 설정해야하므로 순환 특성 변화를 일으키는 요인의 어떤 전압 조건을 결정하기가 매우 어려웠습니다 따라서, 실시간 바카라 핀 타입 큐 비트 장치와 동일한 재료 및 구조는 게이트 전극이 하나만있는 장치로 사용됩니다Transtor의 사용을 고안했습니다 (그림 2 오른쪽) 이 경우 게이트 전압 조건을 변경하면서 시간이 지남에 따라 현재 값의 변화를 추적 할 수 있습니다 이번에는 핀 상단에 게이트 전극을 형성함으로써 핀 타입 큐 비트 장치와 동일한 게이트 구조를 생성했습니다 이 방법은 세계 에서이 방법을 사용하여 주기적 특성 변화의 원인을 성공적으로 식별 한 최초의 방법이었습니다

그림 3 왼쪽 다이어그램은 매우 낮은 온도 (4 k)에서 제조 된 핀 유형 트랜지스터의 드레인 전류-게이트 전압 특성을 보여줍니다 게이트 전압이 증가하면 전류 값이 증가하고 전류는 오프 영역에서 영역으로 이동합니다 OFF와 지역 사이의 상태를 하위 임계 값 영역이라고합니다 각 영역의 일정한 전압 하에서 시간에 따른 전류 값의 변화를 추적 한 결과는 오른쪽의 오른쪽 그림에 표시됩니다 이러한 결과로부터, 현재 값은 오프 면적 (오른쪽 그림 3)과 ON 영역 (오른쪽 그림 3)에서 안정적이지만, 현재 값이 하위 영역 영역의 전압 조건에서만 수십 초 간격에서만 반복적으로 증가하고 감소하는주기 변화가 발생합니다 (오른쪽 그림 3) 이는 FIN 유형 큐 비트 장치의주기적인 특성 변화가 서브 임계 값 영역의 특정 전압 조건에서 발생 함을 시사합니다

12946_13130트랩 레벨존재하면 실험 데이터와의 계약을 확인할 수 있습니다 (그림 4) 우리의 이전 연구는 전형적인 트랜지스터에서 밴드 에지의 트랩 레벨이 절연 필름과 반도체 (AIST : 계산 성능을 줄이는 대규모 통합 실시간 바카라 컴퓨터) 이 연구는 다음 단계를 기반으로합니다스위칭 특성의 악화 원인을 보여 주며,이 결과는 이번에 사용되었다 이 발견에 기초하여, 관찰 된 긴 주기적 특성 변화는 트랜지스터의 스위칭 특성의 악화와 유사하게 단열 필름과 반도체 사이의 계면에서 발생하는 전자 트래핑 현상에 의해 야기 된 것으로 밝혀졌다 이것은 큐 비트 장치의 긴 기간 특성의 변화의 원인에 대한 최초의 실험적인 설명입니다 이 사실은 트랜지스터에 대한 과거의 연구에 의해서만 드러났다 이 연구에 따르면 인터페이스 품질은주기적인 속성 변경을 억제하는 데 핵심이며, 이로 인해 실시간 바카라 큐 비트 장치의 안정적인 운영으로 이어지는 제조 기술에 관한 지침이 제공되었습니다 이 발견은 실시간 바카라 양자 컴퓨터의 연구 및 개발을 가속화 할 것으로 예상됩니다

이번에 얻은 결과는 실시간 바카라 큐 비트의 안정적인 작동을위한 장치 제조 기술 개발에 대한 지침을 제공하며, 프로토 타입 및 실시간 바카라 핀 유형 큐 비트 장치의 작동 검증뿐만 아니라 획득 된 지식을 기반으로 인터페이스 품질을 개선하는 공정 기술 개발을 진행할 것입니다

남부 협회 이름 : IEEE 국제 전자 장치 회의 2024
제목 : 실시간 바카라 지느러미 유형 양자점에서 장거리 전기 불안정성의 기원
저자 : H Oka, H Asai, K Kato, T Inaba, S Shitakata, S Iizuka, Y Chiashi, Y Kobayashi, H Yui, S Nagano, S Murakami, Y Iba, M Ogura, T Nakamaama, H kokoik, h hokoike, S T Mori

실시간 바카라 양자 비트 장치

반도체 재료 인 실시간 바카라을 사용하여 제조 된 고체 큐 비트 장치 실시간 바카라 큐 비트는 스핀 큐 비트 및 충전 큐 비트 방법으로 제공됩니다[참조로 돌아 가기]

FIN 타입 큐빗 요소

반도체 미세 가공 공정에 의해 생성 된 실시간 바카라은 3 차원이며 어류 지느러미와 비교할 수있는 모양을 갖는 큐 비트 요소[참조로 돌아 가기]

Superconductive Quantum Bit Device

초전도 재료를 사용하여 제조 된 고체 큐 비트 장치 초전도 큐 비트에는 자기 플럭스 큐 비트 및 트랜섬 큐 비트가 포함됩니다[참조로 돌아 가기]

게이트 전극

게이트 전극/절연 필름/실시간 바카라 (MOS) 구조는 게이트 전극에 전압을 적용하여 실시간 바카라의 전자 밀도를 제어하는 데 역할을합니다[참조로 돌아 가기]

Transtor

현대 전자 회로에서 신호를 증폭시키고 스위칭하는 장치[참조로 돌아 가기]

트랩 레벨

이 논문의 트랩 레벨은 밴드 갭에서 형성된 에너지 레벨을 나타냅니다 절연 필름/반도체 인터페이스에서 결합되지 않은 핸들과 같은 결함은 트랩 레벨로 이어집니다[참조로 돌아 가기]

스위칭 특성

트랜지스터가 OFF 상태에서 ON 상태로 이동할 때 전류의 상승 성능을 나타냅니다[참조로 돌아 가기]