imec cria primeiro dispositivo de qubit de ponto quântico com litografia EUV High‑NA

Esses qubits são criados em silício por meio de estruturas de porta (gates) extremamente pequenas que confinam elétrons em pontos quânticos. O comportamento quântico do elétron — por exemplo seu spin — pode então ser usado como unidade de informação quântica.

A litografia High‑NA (alta abertura numérica) é uma evolução da litografia ultravioleta extrema (EUV). Ela oferece resolução significativamente maior e melhor precisão de alinhamento, permitindo gravar padrões ainda menores em wafers de silício — algo essencial para futuras gerações de chips abaixo de 2 nanômetros.

Com essa tecnologia, a imec conseguiu criar redes de qubits com espaçamentos extremamente pequenos, demonstrando que a plataforma de litografia desenvolvida para chips de próxima geração também pode definir as nanoestruturas necessárias para arquiteturas quânticas em silício.

O anúncio não detalhou toda a receita de fabricação — como pilhas de resist, processos de gravação (etch) ou métricas de rendimento — mas confirmou a viabilidade do conceito.

Por que a litografia High‑NA é importante para a computação quântica

Muitos projetos de computação quântica esbarram no mesmo obstáculo: escala. Mesmo quando um qubit funciona bem em laboratório, produzir milhares deles com propriedades idênticas é extremamente difícil.

Qubits de ponto quântico têm uma vantagem importante: eles são construídos diretamente em silício usando estruturas semelhantes às usadas em processos avançados de semicondutores.

Se puderem ser fabricados com a mesma precisão da indústria de chips, a escalabilidade pode melhorar drasticamente.

A litografia High‑NA ajuda porque oferece:

• Características muito menores e mais precisas nos wafers de silício.
• Melhor fidelidade de padrão e alinhamento, fundamentais quando a geometria nanométrica afeta diretamente o comportamento quântico.
• Compatibilidade com processos industriais de semicondutores, o que abre caminho para produzir grandes matrizes de qubits.

Na prática, a demonstração sugere que a mesma plataforma de fabricação projetada para o futuro da computação clássica pode também apoiar arquiteturas quânticas escaláveis.

A convergência entre chips clássicos e hardware quântico

Historicamente, muitos dispositivos quânticos foram fabricados em laboratórios acadêmicos com processos altamente especializados.

A demonstração da imec aponta para uma direção diferente: hardware quântico produzido com tecnologia padrão da indústria de semicondutores.

Isso é importante porque o setor já domina áreas essenciais para escalar dispositivos complexos, como:

• litografia em escala nanométrica
• integração de centenas de etapas de processo
• produção de wafers em grande volume
• metrologia e controle de rendimento

Se qubits de silício conseguirem aproveitar esse ecossistema industrial, o crescimento da computação quântica pode começar a seguir uma trajetória mais parecida com a evolução histórica dos microchips.

O papel da linha piloto NanoIC

A demonstração também está ligada à infraestrutura de pesquisa da imec.

O instituto opera a NanoIC, a maior linha piloto do Chips Act europeu, localizada em seu campus em Leuven.

Esse projeto representa cerca de €2,5 bilhões em investimentos destinados ao desenvolvimento de tecnologias de semicondutores além do nó de 2 nanômetros. Aproximadamente €700 milhões vêm da União Europeia, com financiamento adicional de governos nacionais e parceiros industriais.

A NanoIC funciona como um ambiente onde empresas e centros de pesquisa podem testar novos processos e arquiteturas de chips antes de investir bilhões em produção em larga escala.

Como parte dessa iniciativa, a imec instalou em seu cleanroom de 300 mm um sistema EUV High‑NA da ASML — uma das máquinas de litografia mais avançadas do mundo.

Esse tipo de infraestrutura permite explorar como dispositivos emergentes, incluindo tecnologias quânticas, podem ser fabricados usando fluxos industriais de semicondutores.

Um ecossistema global em torno da litografia High‑NA

A demonstração também ilustra a crescente importância global da litografia EUV High‑NA.

Esses sistemas representam o próximo salto na tecnologia EUV e devem viabilizar novas gerações de chips lógicos e de memória ao longo da segunda metade desta década.

Para acelerar o desenvolvimento, a ASML mantém colaborações profundas com a imec, incluindo laboratórios conjuntos dedicados a tecnologias de litografia de próxima geração.

Ao mesmo tempo, a empresa está expandindo seu papel em novos projetos industriais. Um exemplo recente é a parceria com a Tata Electronics para equipar a primeira fábrica comercial de semicondutores da Índia, em Dholera, no estado de Gujarat.

O acordo inclui fornecimento de ferramentas de litografia, desenvolvimento de talentos e suporte ao ecossistema local de fabricação de chips.

Por que esse marco importa

A demonstração da imec não significa que computadores quânticos escaláveis estejam prestes a chegar.

Ela não prova a existência de matrizes massivas de qubits, altos rendimentos de fabricação ou processadores quânticos tolerantes a falhas.

Mas mostra algo que pode ser igualmente crucial: as ferramentas industriais usadas para fabricar chips avançados também podem produzir dispositivos quânticos.

Essa ligação entre hardware quântico e fabricação industrial pode acabar determinando quais tecnologias quânticas conseguem sair do laboratório e alcançar escala global.

Se qubits de ponto quântico em silício continuarem a aproveitar a mesma infraestrutura de litografia, controle de processo e produção que sustenta a indústria de semicondutores, o caminho para grandes sistemas quânticos poderá começar a se parecer — em parte — com o roadmap que construiu a microeletrônica moderna.