在過去的三十年裡，量子計算已經從一種理論幻想發展成為一個全球性的產業，進一步發展成為一種技術，有一天可以解決即使是最強大的超級計算機也無法解決的複雜問題。麻省理工學院林肯實驗室不僅處於研究的前沿，而且還通過林肯實驗室鑄造廠的超導量子位讓更廣泛的社區能夠參與量子研究。
量子位是量子計算機的構建塊，就像電晶體對於經典計算機一樣。製作量子位的方法有很多種；最有前途的技術之一是超導量子位，它是通過使用由超導元件製成的電路產生的。量子位的製造採用類似於傳統微電子製造的技術，例如在基板上沉積和蝕刻金屬薄膜。然後，它們在接近絕對零的溫度下運行，形成「人造原子」。
實現量子計算的前景需要使用這些和其他量子位進行基礎研究和實驗。但超導量子位的構建起來很棘手，對於希望進行這項研究的科學家來說，一個主要障礙是製造電路所需的昂貴的工具和專門的工藝。
林肯實驗室鑄造廠的成立就是為了消除這一障礙。該計劃由國家量子計劃資助的中心物理科學實驗室量子比特合作實驗室贊助，為從事美國政府資助研究的機構免費提供林肯實驗室的尖端製造能力。研究人員可以提交用於製造的量子電路設計，完成的電路將被返回以在其家庭設施中推進科學探究。
該項目的首席研究員、林肯實驗室超導量子位研究的負責人莫莉·施瓦茨表示：「實現穩健、可靠的量子位製造的民主化極大地降低了進入超導量子位的門檻。我們希望讓核心關注點不在於材料和製造的研究人員能夠真正專注於推動他們最感興趣的超導量子位研究領域的進步，並讓社區能夠利用我們開發的一些更先進的能力。
史丹福大學教授David Schuster是鑄造項目的一名用戶，他表示林肯實驗室鑄造廠允許他的量子實驗室考慮以前無法嘗試的實驗，因為所需的納米加工非常複雜。它使我的年輕學生能夠比過去更快地設計和測量複雜的量子電路。
推進超導量子位硬體的最先進水平需要跨一系列學科的知識，包括材料、製造、電路設計和模擬、封裝、低溫學、低噪聲測量、硬體軟體接口和量子編譯。隨著時間的推移，人們對材料和工藝的理解不斷進步，製造最高質量的量子位越來越依賴於數百萬美元的製造設備以及無數小時的工藝開發和維護。
麻省理工學院林肯實驗室在超導量子位方面擁有20多年的研發經驗，並展示了世界領先的量子位性能。這些量子位是在微電子實驗室和專門的原型設計設施中現場製造的。
與此同時，該實驗室致力於將其量子位製造工藝從50毫米原型晶圓過渡到200毫米生產規模晶圓。林肯實驗室鑄造廠製造負責人Jeffrey Knecht表示：「除了為我們提供更多的晶圓空間外，這一轉變還使我們能夠更好地控制流程，並使用自動化設備和更清潔的資源，減少直接的人工晶圓處理。」
物理科學實驗室量子比特合作實驗室主任Charles Tahan表示：「林肯實驗室代工的量子比特晶片已經幫助全國九個研究小組實現了他們的想法並加速了他們的研究。物理科學實驗室很高興支持量子位計算鑄造項目的擴展，為更多的研究人員和學生帶來世界一流的量子比特。」
這篇研究進展文章7月6日發布在麻省理工學院官網上。