В России разработали технологию изготовления перспективных танталовых чипов для квантовых компьютеров. Наращивание количества кубитов заставляет искать замену широко использовавшемуся до сих пор алюминию. Применение тантала в разы повышает качество электронных компонентов. Российские танталовые чипы не уступают по уровню качества двум самым передовым в мире разработкам.
Танталовые чипы самого высокого мирового уровня
На основе научного открытия ученых «Квантум Парка» МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» создана технология изготовления на основе тантала чипов для сверхпроводниковых квантовых компьютеров, сообщили CNews в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Технология отработана на криогенных микроволновых резонаторах и уже начато ее внедрение в серийное производство. По словам руководителя кластера К«вантум Парк» Ильи Родионова, первые поставки квантовых сопроцессоров на танталовой платформе законтрактованы на осень 2026 года.
Показатели качества разработки соответствуют самому высокому международному уровню. Добротность резонаторов (показывает, сколько времени система может хранить квантовое состояние) составила 10 млн в однофотонном режиме. Таких значений на данный момент смогли достичь только в Принстонском университете (США) и в нанотехнологическом центре imec (Бельгия).
Результат большого исследования
Создание технологии стало результатом большого научного исследования, которое потребовало проведения больше тысячи экспериментов. Ученым удалось определить механизм формирования нужной для сверхпроводниковых схем альфа-фазы пленок тантала на кремниевых подложках.
МГТУ им. Н. Э. Баумана Лучшие в мире кубиты для квантовых вычислителей сделаны на основе тантала
Результаты экспериментов с мельчайшими структурами, толщиной в несколько десятков атомарных слоев, помогли выдвинуть гипотезу механизма фазовой селекции, объясняющую формирование альфа- и бета-тантала, пояснил старший научный сотрудник «Квантум Парка» Евгений Зикий.
Сложность заключается в том, что пленки металла растут в двух фазах — бета и альфа. Самопроизвольный переход тантала из бета-фазы в требуемую альфа-фазу происходит непосредственно на этапе роста пленки.
«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», — рассказал Зикий.
Тантал — ближайшее будущее квантовых вычислений
Порошок тантала уже применяется в высокотехнологичных областях промышленности, в частности, для производства высоконадежных конденсаторов, в узлах электронной и радиоаппаратуры.
Тантал является перспективным материалом для платформ квантовых сопроцессоров, позволяющим в разы улучшать качество сверхпроводниковой квантовой электронной компонентной базы (ЭКБ). Лучшие в мире кубиты сделаны именно на основе тантала. С ростом их количества в вычислителях существующие материалы и технологии начинают ограничивать производительность. Информация теряется из-за поверхностных дефектов и окисления.
Максим Радюков, ИТ-директор «Циана»: Мы создали единый контур генеративного ИИ для всей компании цифровизация
Тантал отличается от алюминия, на котором отрасль работала последние 25 лет, тем, что почти не вступает в реакции с кислотами и агрессивными средами. Чипы можно подвергать агрессивным методам обработки, чтобы удалять с поверхности атомарные загрязнения и оксиды, ограничивающие качество кубитов.
Тантал относится к списку химических элементов, запасы которых на Земле ограничены. В России есть месторождения тантала и ведется добыча.
- Подобрать тариф на аварийное восстановление DRaaS на ИТ-маркетплейсе CNewsMarket
Загрузка...
