Бельгийский исследовательский центр IMEC на конференции ITF World 2026 представил прототип квантового чипа, изготовленного с использованием передовой технологии High-NA EUV-литографии. Это стало первым случаем применения экстремального ультрафиолетового излучения с высокой числовой апертурой для создания устройства на основе кубитов, расположенных в квантовых точках. Специалисты центра уверены: именно использование развитой инфраструктуры производства кремниевых чипов станет ключом к созданию масштабируемых и практически применимых квантовых компьютеров.
В представленном образце задействованы кремниевые спиновые кубиты, где информация кодируется через состояние спина электрона, «пойманного» в квантовую точку. Подобную архитектуру активно разрабатывает Intel, для которой работа с кремнием и электронами является фундаментом, в отличие от более экзотических подходов вроде ионных ловушек или сверхпроводящих кубитов.
Ключевым достижением IMEC стало значительное сокращение расстояния между квантовыми точками и управляющими затворами. Благодаря сканерам High-NA EUV инженерам удалось добиться зазора всего в 6 нм — это расстояние составляет лишь несколько десятков атомов кремния. Столь высокая плотность необходима для эффективного взаимодействия между соседними кубитами. Как и в обычных процессорах, создание квантовых чипов требует не просто реализации отдельных ячеек, а формирования целых массивов с высокой точностью, минимальным разбросом параметров и четкой геометрией затворов.
До этого момента подобные структуры создавались преимущественно методом электронно-лучевой литографии. Несмотря на высокую точность, этот способ крайне медленный и не пригоден для массового производства. Использование сканеров High-NA EUV, изначально предназначенных для передовых ИИ-ускорителей и процессоров, открывает путь для переноса квантовых технологий с лабораторных столов на полноценные производственные линии. Основная цель IMEC — полная интеграция кремниевых спиновых кубитов в существующую экосистему КМОП-производства, включая стандарты литографии, корпусирования и 3D-интеграции.
Однако одной лишь миниатюризации недостаточно. Для создания полноценного отказоустойчивого квантового компьютера потребуются миллионы физических кубитов, поскольку механизмы коррекции ошибок значительно увеличивают их необходимое количество. Поэтому IMEC параллельно ведет работу над созданием криогенной CMOS-электроники управления — аналогов систем вроде Intel Horse Ridge, — которая сможет работать при экстремально низких температурах, минимизируя тепловыделение и электрические шумы.
Сейчас квантовые системы сталкиваются с «проблемой лиан» — огромным количеством кабелей, соединяющих квантовую платформу при сверхнизких температурах с внешним управляющим оборудованием. Чем больше классической электроники удастся перенести непосредственно в криогенную зону, тем компактнее и надежнее станут будущие вычислительные комплексы.
Кроме того, необходимость сложной разводки связей между спиновыми кубитами ставит перед инженерами серьезные задачи в области системного проектирования. По мнению экспертов IMEC, это еще раз доказывает, что накопленный опыт полупроводниковой индустрии станет естественным фундаментом для квантовой эры. Хотя этот путь выглядит многообещающим, производственные мощности остаются ограниченным ресурсом, и борьба за доступ к передовому оборудованию может стать серьезным вызовом для индустрии.
