300 mm晶圆厂也能做出99%+保真度的硅自旋量子比特！实验室神话正式落地工业线

正文：
先放结论：Diraq×imec联合团队在最新一期Nature发文，用标准300 mm CMOS工艺流片出的硅自旋量子比特单元，单/双比特门保真度全部≥99%，SPAM（状态制备+读出）直接飙到99.95%。一句话——实验室里吹的牛，晶圆厂真的做到了。

🌟 为什么说这次不一样？
- 过去担心工业线噪声大、缺陷多，做不出学术圈的高保真度。这回直接在imec 300 mm pilot line里用“老古董”平面MOS+多晶硅栅结构，四颗芯片全部达标。
- 单比特T1最长9.5 s，Hahn回波T2达1.9 ms，Ramsey T2*≈40 μs——跟学术小批量器件一个量级。
- 用gate set tomography（GST）把误差拆成“谁拖了后腿”：主要是残余²⁹Si核自旋噪声，也就是材料里天然硅同位素惹的祸。→ 解决方案简单粗暴：继续提纯硅，把²⁹Si从400 ppm降到50 ppm以下，就能再涨一波性能。

🔬 实测数据速览（四颗芯片汇总）
| 指标 | 最小值 | 最大值 |
|---|---|---|
| 单比特门保真度 | 99.23% | 99.64% |
| 双比特CZ门保真度 | 99.04% | 99.56% |
| SPAM保真度 | 99.33% | 99.96% |

🛠️ 工艺细节一句话总结
- 衬底：同位素富集硅（²⁹Si 400 ppm）+热氧化SiO₂界面，保证低电荷噪声。
- 栅极：三层叠栅，电子束光刻+干法刻蚀，栅间距<100 nm，完全兼容CMOS。
- 读出面：单电子晶体管(SET) d.c.读出，未来可升级低温放大器提速。

📈 下一步？
1. 硅片级统计：目前手动校准太费劲，得把自动化流程跑通。
2. 同位素再提纯：²⁹Si降到50 ppm以下，预计能把保真度再抬0.1~0.2%。
3. 全局微波+高温场景：模拟CMOS芯片上集成控制电子后的真实工作环境。

一句话总结：硅自旋量子比特终于拿到“工业级入场券”，大规模量子计算离我们又近了一大步。