量子计算在实验室中取得了令人印象深刻的成果。然而，它仍然缺乏从这些成果到可制造、可复制和可部署的机器的可信路径。对于位于法国格勒诺布尔的初创公司Quobly来说，这个差距——而不是量子比特物理本身——是需要解决的核心问题。
该公司的策略基于一个刻意不引人注目的前提：如果量子处理器要超越定制演示器，它们必须从一开始就设计成符合半导体行业的限制。这一信念支撑了该公司对完全耗尽的硅上绝缘体（FD-SOI）技术的依赖及其与STMicroelectronics（STMicro）和衬底供应商Soitec的密切合作。
与其发明一种奇特的量子比特平台并以后担心规模，Quobly采取了相反的做法：从工业平台开始，并接受其对量子比特设计施加的限制。
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从晶体管到可扩展的量子架构
Quobly方法的技术根源可以追溯到CEA-Leti和CNRS的研究，显示标准FD-SOI晶体管可以容纳自旋量子比特，量子信息编码在单个电子的自旋中。最初看起来像是一种巧妙的CMOS技术再利用，成为了一个战略见解。
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FD-SOI的埋藏氧化物和背栅控制允许电子远离嘈杂的界面，提高相干性和读取精度。更重要的是，该平台允许量子设备和经典晶体管共存于同一芯片上——这一架构选择直接解决了量子计算中最顽固的瓶颈之一。
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“目标不是制造一个好的量子比特，”Quobly的首席工程官Nicolas Daval告诉EE Times。“目标是制造一个拥有数百万量子比特并能解决实际问题的系统。”这种表述是有意为之。在Daval看来，量子计算不会受到理想条件下单个量子比特性能的限制，而是受到可以制造出具有可预测行为的量子比特数量的限制。
在小规模下，量子噪声主导设备性能。但一旦系统增长到数百或数千个量子比特，工艺变异就和退相干一样危险。“当我们说我们需要数百万个量子比特时，我们真正需要的是稳定性、可重复性和良率，”Daval说。“这些都是你只能从工业工厂获得的东西。”
这就是STMicro成为Quobly战略核心的原因。通过在其300毫米FD-SOI制造环境中开发其设备，Quobly可以获得统计过程控制、表征基础设施和制造节奏，这是独立创建无法实现的。
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在2025年12月于Quobly总部格勒诺布尔举行的新闻发布会上，STMicro的集团副总裁Philippe Magarshack强调，量子计算最终必须被视为一个制造问题。“建造一台量子计算机不仅是科学问题，”他说。“也是以大规模和可负担成本生产量子计算机的问题。”
STMicro的优势在于在用于批量生产的相同工具上开发新技术。“一旦配方优化，扩大规模基本上是自动化的问题，”他指出，Quobly设备的大多数工艺步骤已经在STMicro的300毫米制造工厂中存在。
在行业中习惯于将进步等同于更小节点的情况下，Quobly决定将其路线图建立在28纳米FD-SOI上可能显得保守。Daval认为相反：“量子设备不是晶体管。重要的是量子比特之间的距离，而不是栅极长度。”
在Quobly的架构中，大约100纳米的量子比特间距在可控相互作用和电气隔离之间取得平衡。这种几何结构可以通过成熟的193纳米光刻技术轻松实现，避免了更先进节点的成本和脆弱性。这一选择还使Quobly与用于微控制器和低功耗逻辑的现有FD-SOI生态系统保持一致——这简化了从产量学习到长期成本模型的一切。
在Quobly的实验室里，这种工业思维已经可见。设备表征遵循类似于半导体工艺开发的工作流程，而不是学术实验。每个晶圆测量数千个结构，在选定设备进行低温测试之前评估均匀性和变异性。重点在于分布和相关性，而不是从孤立样本中提取峰值性能。“我们需要统计表征，”Daval说。“六西格玛访问，半导体行业用于数十亿晶体管的工具——我们全部重用。”
每周与STMicro的回顾循环允许偏差被追溯到特定工艺步骤，从而实现逐步改进而不中断制造。目标是持续学习，而不是周期性突破。
正确的基板为工业欧洲赌注奠定基础
基板在硅自旋量子比特中起着至关重要的作用，其中核自旋的磁噪声直接影响相干性。天然硅包含多种同位素，包括硅-29，其核自旋会降低量子比特性能。
“对于量子应用，硅的同位素是关键参数，”Soitec的首席技术官Christophe Maleville告诉EE Times。“我们特别使用硅-28，以确保设备的相互作用发生在无核自旋的环境中。”
Soitec的挑战不仅仅是同位素纯化，而是提供与工业FD-SOI生产兼容的纯度晶片。根据Maleville的说法，现在的量子准备基板满足与传统FD-SOI相同的厚度和均匀性规格，约为±5埃的硅层。“这种均匀性使得电子限制更容易，并且可以使用背偏压作为第二个门来微调量子比特相互作用，”他说。
这种方法不会遭受布线复杂性，这是量子系统中最明显的扩展障碍之一。依赖于每个量子比特单独外部连接的架构很快遇到冷箱内的物理和热极限。“在非常小的规模下，你可以外部布线一切，”Daval说。“但已经有100个量子比特，布线成为一个严重限制。共集成绝对是必不可少的。”
Quobly的架构将经典控制电子设备直接与量子比特集成，减少外部连接并实现更快的本地反馈。该公司的Q100里程碑——一个预计在2027年发布的100个物理量子比特设备——旨在证明这种方法可以干净地扩展。
Magarshack在活动上强化了这一点，指出将量子比特和校正逻辑相隔微米从根本上改变了系统效率和纠错延迟。
Quobly的路线图毫不掩饰地围绕容错展开。表面码错误校正需要大量物理量子比特，但与二维固态布局自然对齐。“这对我们来说不是问题，”Daval说。“我们知道如何生产大量量子比特，并且知道如何控制它们。”
早期系统将针对研究用户和云访问，容错机器则针对化学、材料科学、优化和密码学，本世纪晚些时候。除了技术细节，Quobly-STMicro-Soitec的合作反映了明显的欧洲战略——利用现有的工业优势，而不是试图超越超大规模企业。
而不是定制的工厂或脆弱的垂直堆栈，合作伙伴们正在将经证实的半导体模型扩展到量子领域。正如Maleville所说，“保持与主流工艺流程的接近对于速度和工业化至关重要。”
无论这种赌注最终是否胜过更奇特的架构仍不确定。但显然，Quobly正在重新定义量子竞赛，围绕可制造性和成本——在这些领域，半导体纪律而非实验室英雄主义将决定赢家。
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