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Jul 24, 2023

Criogenico attivato

31 agosto 2023 Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

31 agosto 2023

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dell'Istituto Fraunhofer per la fisica applicata dello stato solido IAF

Il primo sistema di misurazione criogenico della Germania per la misurazione statistica della qualità dei dispositivi qubit su interi wafer da 200 e 300 mm è entrato in funzione presso il Fraunhofer IAF. Il sonda su wafer può caratterizzare dispositivi basati su punti quantici e pozzi quantici di semiconduttori, nonché superconduttori a temperature di misurazione inferiori a 2 K.

Il funzionamento completamente automatizzato consentirà ai ricercatori di creare un database quantitativamente rilevante e di far avanzare la produzione industriale di dispositivi di alta qualità per l'informatica e il rilevamento quantistico in Europa.

Con la sonda criogenica su wafer appena installata, i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la fisica applicata dello stato solido IAF mirano a comprendere meglio il funzionamento dei dispositivi quantistici basati su punti quantici semiconduttori e pozzi quantici, nonché sui superconduttori. Il dispositivo può caratterizzare wafer di dimensioni industriali (200 mm e 300 mm) e volumi elevati (fino a 25 wafer in fila) in modo completamente automatico a temperature criogeniche inferiori a 2 K (271,15°C).

I set di dati ottenuti riducono significativamente la dipendenza dai risultati casuali, caratteristica delle singole misurazioni. In questo modo, l’aumento delle capacità di misurazione presso l’istituto contribuisce allo sviluppo di una produzione affidabile di qubit di alta qualità che possono essere utilizzati nei computer e nei sensori quantistici.

Al momento della messa in funzione, l’impianto è il quinto di questo tipo a livello mondiale, il secondo in Europa e il primo in Germania. Il Ministero federale tedesco dell'Istruzione e della ricerca (BMBF) ha finanziato l'approvvigionamento e l'installazione del prober per wafer nell'ambito del progetto "KryoproPlus—Fornitura e verifica di un prober criogenico su wafer".

"Con la sonda su wafer otteniamo capacità nuove e uniche nella caratterizzazione criogenica a livello nazionale", sottolinea il Prof. Dr. Rüdiger Quay, coordinatore del progetto KryoproPlus e direttore dell'istituto ad interim del Fraunhofer IAF. "Con questo sistema supporteremo i nostri partner della ricerca e dell'industria nella creazione di una catena di approvvigionamento europea per materiali e processi di produzione di qubit a stato solido. Ciò ci consente di dare un contributo importante alla sovranità tecnologica della Germania e dell'Europa", Quay aggiunge.

"Il wafer prober ci fornisce per la prima volta set di dati statisticamente rilevanti che possiamo utilizzare per ottimizzare sistematicamente e su scala la produzione di dispositivi qubit", spiega Nikola Komerički, che sta supervisionando il progetto KryoproPlus nell'ambito del suo dottorato sulla caratterizzazione di dispositivi di calcolo quantistico. Komerički ha coordinato l'installazione e la messa in servizio del sistema e sta già effettuando le prime misurazioni.

"Vogliamo capire meglio come ottenere qubit buoni e omogenei per consentire il ridimensionamento e la produzione industriale di qubit in Germania e in Europa", aggiunge Komerički. "Per fare ciò, è necessario espandere la visione qualitativa per includere una prospettiva quantitativa e statistica sul comportamento dei dispositivi."

I qubit basati su punti quantici e pozzi quantici di semiconduttori, nonché i superconduttori, funzionano a temperature prossime allo zero assoluto (-273,15°C). Ciò riduce al minimo le interferenze ambientali, attiva la superconduttività e quindi consente la formazione e l’entanglement di qubit. Di conseguenza, per il test, l'ottimizzazione e il dimensionamento dei qubit è essenziale che essi siano caratterizzati alla loro temperatura operativa e che venga raccolto un insieme di dati di misurazione statisticamente valutabili.