«Бауманка» запустит первое в России серийное производство сверхпроводниковых квантовых процессоров
Россия совершила технологический прорыв, который может кардинально изменить расстановку сил в гонке квантовых вычислений: запущено первое в стране контрактное производство сверхпроводниковых квантовых процессоров. Речь идет не просто о лабораторном образце, а о промышленном выпуске на 100-миллиметровых пластинах, что открывает дорогу к коммерциализации квантовых технологий для реального сектора экономики.
От штучных кристаллов к серийным квантовым чипам
Совместный научный центр МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» (НОЦ ФМН) объявил о завершении многолетнего этапа НИОКР. Ключевое достижение — переход от изготовления единичных кристаллов к полноценному серийному выпуску. Производство, развернутое на площадях нового кампуса МГТУ, использует собственную технологию сверхпроводниковых джозефсоновских схем. На одной пластине теперь размещаются сотни чипов различных квантовых устройств, объединенных единым технологическим маршрутом, что кардинально снижает себестоимость каждого отдельного процессора.
Сверхточность в наномире: рекордные показатели воспроизводимости
Главной инженерной задачей при масштабировании стало сохранение качества квантовых элементов. Разработчики не просто удержали планку, но и улучшили точность изготовления. Допуск на элементы квантовых схем теперь составляет 0,5 нанометра. Сердцем технологии является создание джозефсоновских переходов — трехслойной структуры «алюминий-оксид алюминия-алюминий» (Al-AlOx-Al). Именно в этом «сэндвиче» при охлаждении процессора до сверхпроводящего состояния (ниже -273°C) рождается кубит. Специалистам НОЦ ФМН удалось добиться рекордной воспроизводимости электрических характеристик этих переходов, что выводит параметры кубитов на мировой уровень.
Математическая модель как основа промышленного качества
Для обеспечения стабильности серийного производства инженерами была разработана и внедрена уникальная математическая модель. Она симулирует процесс форматирования джозефсоновских переходов с суб-нанометровой точностью. Именно эта модель позволяет гарантировать высочайшую точность контроля частот кубитов в каждой выпускаемой интегральной схеме, что является критическим фактором для создания отказоустойчивых квантовых вычислителей.
НОЦ ФМН ведет разработки в области квантовых вычислений с 2016 года. За это время был пройден путь от фундаментальных исследований до создания прототипов. Запуск контрактного производства стал логичным завершением этого этапа. Площадь «чистых комнат» нового исследовательского кластера в кампусе МГТУ составляет 2500 квадратных метров, и в ближайшее время он будет дооснащен оборудованием для полномасштабного выполнения заказов.
Появление доступной контрактной сборки квантовых процессоров в России означает ускорение разработок для десятков научных групп и технологических стартапов. Теперь они могут не тратить ресурсы на создание собственной микроэлектронной базы, а заказывать чипы с заданными параметрами. Это способно стать катализатором для всей отрасли: от создания новых материалов до разработки квантовых алгоритмов для финансового сектора, фармацевтики и логистики. По сути, страна получает инфраструктурный инструмент, без которого переход к практическим квантовым вычислениям был бы невозможен.
