В Русия учени активно работят по разработването на квантови компютърни технологии от 2016 година. Сега те обявиха старта на първото в Русия договорно производство на свръхпроводникови квантови процесори върху 100-милиметрови силициеви пластини. Производствената база ще бъде разположена в новия кампус на Московският държавен технически университет „Бауман“ и се очаква да задоволи търсенето на големи клиенти, включително технологични компании и научни лаборатории.

Технологиите за свръхпроводникови квантови процесори се различават значително от класическите полупроводникови CMOS процесори и изискват подходящи компетенции в производството.

На разработчиците им бяха необходими няколко години, за да осъществят прехода към серийност по отношение на качествените параметри на квантовите устройства, което беше постигнато при отделните чипове. Специалистите умишлено не искаха да намалят нивото на качество и в крайна сметка дори успяха да подобрят точността на елементите на квантовите схеми в рамките на допустимото отклонение от 0,5 nm. За да се разшири мащаба на технологията и да се организира производство по договор, изследователският клъстер, който беше изграден тази година в новия кампус „Бауман“ и разполага с чисти помещения с площ 2 500 m² предстои да бъде дооборудван с вече проектираното оборудване.

Една от най-важните задачи при създаването на серийния процес беше създаването на наноразмерни елементи на свръхпроводникови устройства – Джоузефсонови преходи. Те представляват трислойна структура, състояща се от алуминий, тунелен алуминиев оксид и алуминий (Al-AlOx-Al). В нея се „ражда“ куб, когато чипът премине в състояние на свръхпроводимост – охлаждане на процесора до температура под 273 ºC. Специалистите са използвали технологията за производство на Джоузефсонови преходи с линейни размери от десетки нанометри със субнанометрова точност. Благодарение на това беше възможно да се постигне рекордна възпроизводимост на електрическите характеристики на преходите и параметрите на процесорните кюбити на световно ниво.

За да се въведе технологията в масово производство върху 100-милиметрова силициева пластина, изследователският екип предложи и реализира математически модел, симулиращ процеса на възпроизводимо форматиране на Джозефсонови преходи. Получените резултати позволяват да се произвеждат квантови интегрални схеми с най-висока точност на управление на честотите на кюбитите.