製造の主要な課題を克服する量子コンピューターチップ (Quantum computer chips clear major manufacturing hurdle)

2025-09-25 オーストラリア連邦・ニューサウスウェールズ大学(UNSW)

2025年9月、UNSWのスタートアップ Diraq は、シリコンベース量子チップが研究室の理想環境だけでなく、既存の半導体工場ラインで製造しても高精度を維持できることを実証した。Diraqと imec の協力により、量産ウェハ(300 mm)の製造プロセスから取り出された量子プロセッサが、2量子ビット演算において 99%以上の忠実度(fidelity) を示し、実用スケール量子コンピュータに向けた最大の障壁の一つをクリアした。これにより、研究室レベルの“ヒーローデバイス”だけでなく、産業的な大量生産が可能な量子チップの実用化が現実味を帯びてきた。量産性と高忠実度を両立できるシリコン量子プロセッサの実現は、将来の大規模量子コンピュータ(数百万〜数百万超の量子ビット)の実現へ向けた重要な一歩である。

<関連情報>

99%を超える忠実度を誇る業界互換のシリコンスピン量子ビットユニットセル Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity

Paul Steinacker,Nard Dumoulin Stuyck,Wee Han Lim,Tuomo Tanttu,MengKe Feng,Santiago Serrano,Andreas Nickl,Marco Candido,Jesus D. Cifuentes,Ensar Vahapoglu,Samuel K. Bartee,Fay E. Hudson,Kok Wai Chan,Stefan Kubicek,Julien Jussot,Yann Canvel,Sofie Beyne,Yosuke Shimura,Roger Loo,Clement Godfrin,Bart Raes,Sylvain Baudot,Danny Wan,Arne Laucht,… Andrew S. Dzurak
Nature  Published:24 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09531-9

製造の主要な課題を克服する量子コンピューターチップ (Quantum computer chips clear major manufacturing hurdle)

Abstract

Among the many types of qubit presently being investigated for a future quantum computer, silicon spin qubits with millions of qubits on a single chip are uniquely positioned to enable quantum computing. However, it has not been clear whether the outstanding high-fidelity operations and long coherence times shown by silicon spin qubits fabricated in academic settings1,2,3,4,5,6,7,8 can be reliably reproduced when the qubits are manufactured in a semiconductor foundry9,10,11. Here we show precise qubit operation of silicon two-qubit devices made with standard semiconductor tooling in a 300-mm foundry environment. Of the key metrics, single- and two-qubit control fidelities exceed 99% for all four devices, and the state preparation and measurement fidelities reach up to 99.9%, as evidenced by gate set tomography. We report spin lifetime and coherence up to T1 = 9.5 s,T*2-40.6μs and THahn2=1.9ms . We determine that residual nuclear spin-carrying isotopes contribute substantially to operational errors, identifying further isotopic purification as a clear pathway to even higher performance.

0403電子応用
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