Computación cuántica con tecnología de silicio

El transistor semiconductor de óxido metálico de silicio es el caballo de batalla de la industria microelectrónica. Es el componente básico de todos los grandes componentes electrónicos de procesamiento de la información, como los microprocesadores, los chips de memoria y los microcircuitos de telecomunicaciones. Al reducir su tamaño generación tras generación, el rendimiento computacional, la capacidad de memoria y la velocidad de procesamiento de la información han aumentado sin cesar. Sin embargo, el proceso de miniaturización está abocado a alcanzar sus límites físicos fundamentales en las próximas décadas. Paradójicamente, la propia tecnología del silicio es una plataforma prometedora para la computación cuántica. Varias demostraciones recientes han mostrado fidelidades de puerta de uno y dos qubits que superan los requisitos de los umbrales tolerantes a fallos [1-3]. Además, los circuitos cuánticos de silicio presentan un denso potencial de escalado [4,5] y pueden utilizar fabricación avanzada [6,7] facilitando la integración con la electrónica clásica criogénica [8]. En esta charla, repasaré el campo de la computación cuántica basada en el silicio, desde la física básica que rige los qubits de espín en este material, hasta la implementación tecnológica, el estado del arte y los retos de escalado que nos esperan. Por último, presentaré el trabajo reciente de Quantum Motion sobre dispositivos de qubits de espín de electrones fabricados mediante procesos de obleas de 300 mm, incluida la demostración de puertas de uno y dos qubits [9], la lectura de espín de alta fidelidad y la rápida caracterización de dispositivos cuánticos de más de 1000 qubits [10].

Referencias
[1] X. Xue, Nature 601 343 (2022)
[2] A. Noiri, Nature 601 338 (2022)
[3] A. R. Mills, Sci. Adv. 8, 14 (2022)
[4] M. Veldhorst, Nat. Commun. 8, 1766 (2017)
[5] O. Crawford, npj Quant Info (2023)
[6] R. Maurand Nat. Commun. 7, 13575 (2016)
[7] A. M. J. Zwerver, Nat. Electron. 5, 184 (2022)
[8] A. Ruffino, Nat. Electron. 5 53 (2022)
[9] J. Chittock-Wood, arxiv2408.01241v2
[10] E. Thomas, Nat. Electron. 8 75 (2025)

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