对更大计算能力的需求使量子计算成为人们关注的焦点：使用量子态进行信息处理的概念有望大大加快速度，并解决经典计算机难以解决的某些问题。在过去的几十年里，量子计算取得了显著的发展，在不同的平台上实现了小规模上的量子算法和量子优势。在迈向实际量子计算应用的过程中，研究重点正从基本的量子比特操作转向大型量子比特系统。特别是，用工业半导体制造技术制造的量子比特最近受到了极大的关注。
然而，最先进的自旋量子比特大多是在实验室环境中制造的。尽管有一些令人兴奋的量子比特演示是通过先进的工业制造技术制造的，具有良好的产量和传输均匀性，但最终的量子比特性能通常比实验室设备的性能有一定程度的下降。器件电荷噪声是自旋相干性的限制因素之一，也是表征低温器件质量的重要指标，在具有不同材料和结构的晶圆厂制造器件中通常都很高。
比利时微电子研究中心（IMEC）演示了一种高质量300 mm硅基量子点自旋量子比特制造工艺[1]。在这项工作中，研究人员为Si-MOS（金属氧化物半导体）量子比特结构定制了最先进的300毫米晶圆制造流程，通过全栅极堆叠优化，证明了Si/SiO2界面可以为量子比特操作提供低噪声环境。在多个器件中，所有量子点结构在毫开尔文（milli-Kelvin）下都表现出稳定均匀的运行，在1 Hz下的平均电荷噪声水平为0.6 μeVHz-0.5。
这种低噪声值能够实现高保真量子比特控制，因为降低噪声对于保持量子相干性和高保真度控制至关重要。通过在300mm Si-MOS量子点工艺上反复和可重复地演示，这项工作有望使基于硅量子点的大规模量子计算机成为现实[2]。
[1] A. Elsayed, M. M. K. Shehata, C. Godfrin, et al. Low charge noise quantum dots with industrial CMOS manufacturing [J]. npj Quantum Information, 2024, 10, Article number: 70.
[2] https://www.imec-int.com/en/press/imec-achieves-record-low-charge-noise-si-mos-quantum-dots-fabricated-300mm-cmos-platform
