Исследователи из центра «Шухов.Нано» разработали революционный метод производства процессоров, позволяющий управлять материалами на уровне долей атома. Технология открывает путь к созданию квантовых компьютеров с тысячами кубитов с точно заданными параметрами.
Исследователи из центра «Шухов.Нано» (совместный проект МГТУ им. Баумана и ВНИИА им. Н.Л. Духова) разработали уникальную технологию производства процессоров нового поколения. Ее ключевая особенность — формирование логических элементов с рекордной точностью до 0,2 ангстрема (0,02 нанометра). Это в 5 раз меньше атома водорода и на порядок превосходит аналоги Intel (18 Å), Samsung (12 Å) и TSMC (20 Å).
Суть технологии заключается в точечном воздействии ионами гелия или неона на атомарные слои металлов и диэлектриков. Это позволяет с ювелирной точностью (±0,2 Å) изменять толщину диэлектрического слоя, не повреждая соседние структуры. Процесс полностью автоматизирован и занимает всего секунду на один логический элемент.
Разработка получила название iDEA (Ion beam-induced DEfects Activation — «активация дефектов фокусированными ионами»). В отличие от лазерного отжига или электронной обработки, она обеспечивает беспрецедентную точность и позволяет работать с нанометровыми структурами без повреждений.
«Ранее одинаковые атомы могла создавать только природа — это было за гранью доступных технологий. Мы могли изготовить хоть 100 кубитов на уровне полупроводниковой фабрики, но даже малейший разброс размеров в ±5 нм или толщины туннельного барьера в доли нанометра по чипу приводит к недопустимым ошибкам для некоторых кубитов».
Илья Родионов, руководитель кластера Квантум Парк
Главное применение технологии — создание квантовых процессоров с тысячами кубитов на сверхпроводниковой платформе. Это ускорит появление гибридных суперкомпьютеров, способных решать задачи в области энергетики, искусственного интеллекта и фундаментальной науки.
Результаты исследования опубликованы в Science Advances — одном из ведущих мировых научных журналов. Технология уже защищена российским патентном, а ее международное патентование находится в процессе.