Разработана технология танталовых чипов для квантовых компьютеров
В России осенью 2026 года стартуют коммерческие поставки танталовых сверхпроводниковых чипов. Специалисты Квантум Парка МГТУ имени Баумана совместно с ФГУП «ВНИИА» разработали технологию их производства. Эти схемы предназначены для квантовых сопроцессоров, которые дополняют классические суперкомпьютеры, позволяя преодолевать физические ограничения производительности. Крупные зарубежные компании также работают над подобными решениями. Об этом рассказывает ProGorodNSK.ru.
Ранее основным материалом для сверхпроводниковых кубитов был алюминий, однако с увеличением числа кубитов его недостатки становятся более заметными. Тантал был выбран благодаря своей химической инертности: в его естественном оксиде меньше дефектов, чем в алюминиевом. Исследования Принстонского университета показали, что время когерентности танталовых кубитов достигло 1,68 миллисекунды, что превосходит алюминиевые аналоги.
Основная проблема заключается в том, что тонкие пленки тантала могут существовать в двух кристаллических фазах — бета и альфа, при этом для сверхпроводимости необходима альфа-фаза. Разработчики после более чем тысячи экспериментов выяснили механизм самопроизвольного перехода в нужную фазу при росте пленки на кремниевой подложке. Структуру исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии с атомарным разрешением, что позволило контролировать формирование пленок на субнанометровом уровне.
Ключевым показателем качества технологии является добротность резонаторов в однофотонном режиме. У созданных образцов она достигает 10 миллионов, что доступно лишь немногим научным центрам. Это означает, что микроволновой фотон совершает десятки миллионов колебаний, прежде чем теряет энергию.
Илья Родионов, руководитель кластера Квантум Парк, сообщил, что технологию отработали на криогенных микроволновых резонаторах, и добротность удалось повысить более чем на порядок. В настоящее время начинается этап перехода к серийному производству, контракты на осень уже подписаны.
