imec与Diraq实现八单元硅自旋量子比特阵列规模化技术突破

比利时微电子研究中心（imec）与Diraq公司成功实现八比特硅金属氧化物半导体（MOS）自旋量子比特阵列的相干操控与读取。该阵列基于300毫米兼容CMOS工艺的晶圆厂制程制备而成，标志着工业化规模量子计算发展再迈关键一步。这项研究成果已发表于《自然·通讯》期刊，证实应用于先进芯片量产的半导体制造工艺，可支撑超越双比特规格的量子处理器研发。

对于EEPW的读者而言，该成果的核心意义在于，量子计算与主流半导体制造技术持续深度融合。同时，这一突破也印证了成熟的CMOS量产基础设施，能够加速量子硬件的商业化落地与规模化迭代。

CMOS制造技术助力量子计算规模化发展

本次最新研究是imec与Diraq深度合作的延续。双方2025年发表于《自然》的研究已证实，工业制程制备的硅自旋量子比特，可达到满足量子纠错需求的保真度标准。此前研究成果聚焦于单比特与双比特器件，而本次全新研究将技术方案拓展至八比特线性阵列，同时完全保留了未来量子处理器所需的相干性与可控性。

硅自旋量子比特是大规模量子计算的核心候选技术路线之一，其核心优势在于可复用半导体行业成熟的制造基础设施、供应链体系与工艺技术积累。因此，依托标准化量产工艺制备更大规模的量子比特阵列，被业界视为研发实用化量子系统的关键环节。

研究团队还指出，本次阵列扩容升级无需大幅增加传感器数量、布线密度与热负载。这一优异的规模化特性，能够在提升量子比特数量的同时，保障未来量子处理器的小型化集成，攻克了大规模量子系统研发中的核心工程难题。

核心技术依托工业级量产制程

本次研发的八比特量子器件，基于imec深耕近十年、持续优化迭代的300毫米硅自旋量子比特平台与兼容CMOS的工业制造工艺制备。该技术方案旨在打通实验室量子原型器件与可量产半导体技术之间的壁垒。

imec量子计算项目主管、资深研究员克里斯蒂安·德·格雷夫表示：“量子计算的未来，不仅取决于量子比特的性能品质，更取决于能否依托半导体行业的高重复性、高良率、规模化量产能力，制备复杂度持续提升的量子处理器。本次成果充分证明，工业级300毫米兼容CMOS制程，可支撑超越独立双比特架构的量子系统研发。依托imec先进半导体工艺技术与量子器件工程技术的融合，我们正稳步推进可规模化硅基量子处理器的产业化落地。”

Diraq公司则认为，本次最新成果进一步验证了硅基量子计算的工业化发展路线具备可行性。

Diraq创始人兼首席执行官安德鲁·祖拉克表示：“这正是量子计算工业化落地的核心路径。九个月前，我们向全球证实，依托imec 300毫米 CMOS平台技术，可稳定量产硅MOS量子比特。如今，双方沿用完全一致的量产工艺，实现了量子比特阵列的规模化扩容，且器件相干性未出现任何损耗。这正是实用级量子计算落地所需的迭代节奏，我们也将持续保持这一研发推进速度。”