ケンブリッジを拠点とするディープテック・スタートアップのWave Photonicsは、量子フォトニクスおよびエミッター向けに設計されたシリコンナイトライド製造プロセス「SiNQ」を発表しました。サウサンプトン大学のCORNERSTONEと共同開発されたこのプロセスは、493nmから1550nmまでの33波長をカバーする1056要素のプロセス設計キット（PDK）によってサポートされています。PDKはWave Photonicsの計算設計技術を活用して製造上の不完全性に対処し、Compound Semiconductor Applications Catapultのウェハースケールデータで検証された通り、従来の手法と比較して部品性能の均一性を2倍向上させています。
PDKには完全な回路モデリング用の製造対応Sパラメータが含まれており、GDSFactory、Siemens L-Edit、Luceda社のIPKISSなどの業界標準ツールと互換性があります。また、パッケージング用のQPICPACや特性評価用のPHIXとも統合されています。この開発により、量子フォトニック集積回路（PIC）の設計が簡素化され、幅広い波長域での、より迅速で信頼性の高いプロトタイピングが可能になります。
このプロジェクトは、Oxford IonicsやCSA Catapultを含むパートナーの貢献により、50万ポンドのInnovate UK initiative（イノベートUKイニシアチブ）を通じて資金提供されました。この協力関係は、スケーラブルな量子コンピューティングやその他の量子技術の発展における集積フォトニクスの重要性の高まりを示しています。
背景
量子フォトニクスは、光の粒子である光子を用いて情報を処理する技術です。従来の電子回路では電気信号を使いますが、光子回路では光信号を用いるため、高速処理や低消費電力化が期待されています。ここで登場するのが「シリコンナイトライド」です。これは窒化シリコンとも呼ばれ、光を効率的に伝導させる特性を持つ半導体材料です。この材料を使うことで、光回路の損失を抑え、高性能な集積回路の実現が可能になります。
また、「PDK（プロセス設計キット）」とは、特定の製造プロセスで回路を設計する際に必要なデータやツールのセットです。これにより、設計者は製造上の制約を考慮しながら効率的に回路を作成できます。さらに、「Sパラメータ」は、高周波や光の回路において、信号が入力されたときと出力されたときの関係を数値で表したものです。これにより、回路の性能を正確に予測・評価することが可能になります。これらの技術要素が組み合わさることで、量子技術の発展を支える基盤が整えられています。
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2025年1月28日
