Qubitgyártás

Qubitgyártás a kvantumszámítás területének a kvantumbitek fizikai megvalósításának, tesztelésének és integrációjának folyamata. A qubit különböző platformokon alapulhat: szupervezető qubitek, leválasztott ionok, félvezető kvantumpontok és fotonikus qubitek. A cél a hosszú koherencia és pontos vezérlés biztosítása, miközben a gyártás skálázhatóságát is fejlesztik.

Szupervezető qubitek esetén gyakran transzmonokat készítenek szilícium- vagy zafílapokon. A folyamat litográfia, vékonyfilm-depozíció és felületkezelés kombinációját igényli. A működéshez a berendezéseket meg kell hűteni mintegy tíz-tizenöt millikelvin környékére, és mikrohullámú jelekkel vezérlik. A gyártási variabilitás minimalizálása érdekében az anyag- és felületminőség kulcsfontosságú.

Ion-trap qubitek a chipen elhelyezett elektrodákkal rögzítik és kezelik az ionokat. A gyártás főként precíz fémbevonatokat és geometriai elrendezést jelent, a működéshez pedig ultrahideg, ultrahig vákuum és lézeres irányítás szükséges.

Félvezető kvantumpontok vagy spin-qubitek CMOS-alapú eljárásokkal készülhetnek, tipikusan tiszta félvezető alapokra. A gyártás a gate-elektródák, a dopolás és a hőmérséklet-szabályozás finomhangolását követeli meg.

Fotonikus qubitek on-chip vagy szabad térben használják hullámvezetőkből és interferométerekből álló hálózatokkal. Gyártásuk nagyrészt CMOS-kompatibilis, a stabil fény- és detektálás biztosítása kulcsfontosságú.

Kihívások: variabilitás, koherencia, skálázás és költségek. A terület gyorsan fejlődik, és a gyártási megoldások folyamatosan finomodnak.