近日，英特尔、Bluefors*和 Afore*合作推出了首款 Cryogenic Wafer Prober，这是一款量子低温探测仪，旨在加快量子计算解决方案的研究。英特尔发现需要借助量子测试工具来收集更多关于量子芯片(即“量子位”)的数据。

量子计算面临的最大挑战之一就是数据收集和数据访问。如今，每个量子处理器都会在低温稀释制冷机中接受数月的测试，以确定处理器是否工作。传统晶体管的测试方式则截然不同。借助合适的工具，英特尔可以在一小时左右对300mm 晶圆上的晶体管较大子集进行特征化提取，并迅速将反馈回路传回到生产线。然而，对于量子计算，量子位的特性必须在接近绝对零度的低温下才能测量。截至目前，量子位的电学特性描述与传统晶体管相比非常缓慢，即使是小数据集的收集也常常需要几天时间。

但是借助 Cryogenic Wafer Prober，英特尔能够将自动收集有关自旋量子位的信息所需的时间从几周缩短到几分钟，这些信息包括量子噪声源、量子点的质量以及构建自旋量子位的重要材料。

英特尔量子硬件总监 Jim Clarke 博士表示：“基于我们在晶体管工艺技术方面的专长，我们认为有必要为半导体自旋量子位建立一条 300mm 的大容量制造和测试线。我们专注于量子的可制造性和规模性，通过低温探测仪的快速反馈，英特尔能够加快在量子方面的科学研究。在过去的一年里，英特尔通过与 Bluefors 和 Afore 合作，结合我们的技术专长，打造出了一个能够在量子体系中运行的快速电学表征描述工具。我们希望这款工具能够帮助整个行业加快量子计算研究的进展。”

Bluefors 是无冷冻剂稀释制冷系统的领导者并专注于量子计算。Afore 是芬兰领先的微机电系统 (MEMS) 测试解决方案提供商。英特尔与这两家公司合作设计并制造了该探测仪。作为第一款量子计算的测试工具，Cryogenic Wafer Prober 能够让研究人员在低至几开氏度的环境下测试 300mm 晶圆上的量子位。首款 Cryogenic Wafer Prober 将与几台量子计算稀释制冷机共同部署在英特尔的俄勒冈园区。

“一年多以前，英特尔联系了我们，希望寻找一种能够在几开氏度的环境下探测 300mm 晶圆的工具，”Bluefors 首席销售官兼首席科学家 David Gunnarsson 博士说，“这确实是一个挑战，为了能够开发出这样的工具，我们联系了另一家芬兰公司 Afore，该公司在专业化晶圆探测系统方面具有丰富的经验。我们共同构想出低温晶圆探测仪的设计方案，并且现在已经制造并组装好了这款仪器。我们十分兴奋，很期待看到这款工具将为量子计算的未来带来的进步。”

通过Cryogenic Wafer Prober对多个英特尔量子位设备进行特征提取的初始数据显示，与室温下相比， 300mm 晶圆在低温下的量子位栅极“开启”所需的电压会增加。（图片来源：英特尔公司）

在首次演示低温晶圆探测仪的效用时，英特尔在俄勒冈州 300mm 生产线上，对英特尔硅芯片量子位制造流程中制造的晶圆上的100多个量子位结构的电学开启特效进行了测量。附图显示出这款工具收集大容量低温数据的突出能力，并建立了室温和低温之间开启电压增加的统计学相关性。有了这款工具，英特尔将能够加快对硅芯片自旋量子位生产线的反馈，并加快量子计算的研发。