英国のクォンタムコンピューティングスケールアップ企業であるQuantum Motionは、商用半導体プロセスを使用して製造された量子デバイスの迅速かつ大規模な特性評価を実証し、スケーラブルな量子コンピューティングにおいて重要な進展を発表しました。同社は0.1mm²未満の面積に1,024個の量子ドットを集積したシリコンチップを設計し、現在の手法と比べて100倍速い5分未満での検証に成功しました。チップは大手半導体メーカーのGlobalFoundriesによって製造され、スケーラブルなシリコンベースの量子プロセッサの開発に向けた戦略的パートナーシップを示すものとなりました。
Nature Electronics誌に掲載された査読付き論文で詳述されたこの成果は、量子デバイスと大量半導体製造との互換性を示しています。Quantum Motionのチップ「Bloomsbury」は、GlobalFoundriesの22FDX®プラットフォームで製造され、その省電力エッジ処理と極低温調整機能を活用しています。この協力関係は、Quantum Motionの量子設計の専門知識とGlobalFoundriesの先進的な製造能力を組み合わせ、スケーラブルな量子チップ生産への道を開きます。
Quantum MotionのCEOであるJames Palles-Dimmockは、量子コンピューティングにおける確立された半導体プロセスの使用の重要性を強調し、一方GlobalFoundriesのTed Letavicは、革新的な量子構造を実現する22FDXプラットフォームの堅牢性を強調しました。
この画期的な成果は、量子コンピューティングのスケーリングにおける主要な課題に取り組み、量子ビットと制御エレクトロニクスを単一チップに統合しています。Quantum Motionは、設計の改良と量子-古典統合の進歩を計画しており、実用的な量子プロセッサの実現に向けて前進しています。
背景
本記事で登場する「量子ドット」は、電子を微小な領域に閉じ込めることで、量子ビットとしての性質を利用する構造です。シリコンチップ上に1,024個を集積させることで、大規模な量子計算を実現する基盤となります。また、「22FDX®プラットフォーム」は、GlobalFoundriesが提供する商用半導体製造プロセスです。このプラットフォームは、従来の半導体製造技術を応用しつつ、極低温環境での動作に必要な省電力性能と調整機能を兼ね備えており、量子デバイスと既存の製造インフラの互換性を示す重要な技術基盤です。さらに、「量子-古典統合」とは、量子ビットを制御するための古典的な制御エレクトロニクスを、量子チップと単一のチップ上に統合するアプローチを指します。これにより、量子ビットと制御回路の間の接続を簡素化し、スケーラブルな量子プロセッサの実現に向けた実用的な解決策を提供します。これらの技術要素が組み合わさることで、高速な特性評価や大規模な量子デバイスの製造が可能になります。
関連する記事としてSEALSQとGlobalFoundriesが提携し、ポスト量子半導体ブロックと極低温CMOS基盤の開発へ、GlobalFoundries、国内量子ハードウェア製造拡大のため専門事業部門を設立、グローバルファウンドリーズの22FDXプロセスを使用したCMOS互換シリコンスピン量子ビットプラットフォームをEqual1が実証もあわせてご覧ください。
2025年1月6日
