德国首个用于对整个 200 毫米和 300 毫米晶圆上的量子位器件进行统计质量测量的低温测量装置已在 Fraunhofer IAF 开始运行。晶圆上探针台可以在低于 2 K 的测量温度下表征基于半导体量子点和量子阱以及超导体的器件。完全自动化的操作将使研究人员能够建立定量相关数据库并推进高质量器件的工业生产用于欧洲的量子计算和量子传感。借助新安装的低温晶圆上探测器，弗劳恩霍夫应用固体物理研究所 IAF 的研究人员旨在更好地了解基于半导体量子点、量子阱以及超导体的量子器件的功能。该设备可以在低于 2 K (271.15 C°) 的低温下全自动表征工业尺寸（200 毫米和 300 毫米）和大批量（最多连续 25 个晶圆）的晶圆。 获得的数据集显着减少了对随机命中的依赖，这是单次测量的特征。通过这种方式，该研究所测量能力的提高有助于开发可用于量子计算机和量子传感器的高质量量子位的可靠生产。 该设施是全球第五个此类设施，欧洲第二个，德国第一个。德国联邦教育和研究部 (BMBF) 资助了晶圆探针仪的采购和安装，作为“KryoproPlus - 低温晶圆探针仪的提供和验证”项目的一部分。 开发工业量子位制造的专业知识 “借助晶圆上探测器，我们在全国范围内获得了低温表征方面的新的、独特的能力，”KryoproPlus 项目协调员兼 Fraunhofer IAF 代理研究所所长 Rüdiger Quay 教授强调。“通过这个系统，我们将支持研究和工业界的合作伙伴建立欧洲固态量子位材料和生产工艺供应链。这使我们能够为德国和欧洲的技术主权做出重要贡献。”奎伊补充道。 “晶圆探测器首次为我们提供了统计相关的数据集，我们可以使用这些数据集来系统地优化和扩大量子比特设备的生产规模，”Nikola Komerički 解释道。量子计算设备。Komerički 协调了系统的安装和调试，并且已经开始进行第一次测量。 “我们希望更好地了解如何获得良好的同质量子位，以便在德国和欧洲实现量子位的规模化和工业化生产，”Komerički 补充道。“要做到这一点，有必要扩大定性观点，包括对设备行为的定量、统计观点。” 通过在低于 2 K 的温度下自动测量整个 200 mm 和 300 mm 晶圆，获得更好的数据 基于半导体量子点和量子阱以及超导体的量子位在接近绝对零（-273.15 °C）的温度下运行。这可以最大限度地减少环境干扰，激活超导性，从而实现量子位的形成和纠缠。因此，对于量子位的测试、优化和扩展来说，在其工作温度下表征量子位并收集一组可统计评估的测量数据至关重要。 低温晶圆上探测器弥补了这一表征差距。在温度低于 2 K 且更换时间短的情况下对整个 200 mm 和 300 mm 晶圆进行自动测量，增加了可用数据量。这些数据为研究人员和工程师提供了必要的基础，以对量子位形成设备进行有针对性的改进并提高可扩展性。

《智库资源动态快报》2023年第9期

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