Nowy chip krzemowy pozostawia obliczenia kwantowe w „krytycznym punkcie przegięcia”
Naukowcy twierdzą, że osiągnęli „krytyczny punkt przegięcia” obliczeń kwantowych po opracowaniu technologii, która zwiększa opłacalność procesorów kwantowych na bazie krzemu.
Krzem zapewnia stabilne środowisko dla kubitów, zwłaszcza przy zastosowaniu mieszaniny materiałów tzw krzem german (SiGe).
W grudniowym badaniu dotyczącym arXiv naukowcy z Równe 1 wyjaśnił, że SiGe łączy stabilność krzemu ze zdolnością germanu do poprawy wydajności elektroniki, dzięki czemu nadaje się do zastosowań kwantowych.
Jak chwalą , firma opracowała to co nazywają przedstawiciele „najbardziej złożony układ kontrolera kwantowego opracowany do tej pory”.
To może pracować w bardzo niskich temperaturach i toruje drogę dla milionów kubitów w jednym chipie, co oznacza, że może jednocześnie obsługiwać dużą liczbę kwantowych bitów informacji, zapewniając ich stabilność i dokładność obliczeń.
Z drugiej strony, najpotężniejsze obecnie chipy kwantowe zawierają jedynie kubity rzędu tysięcy i są zbudowane z nadprzewodników, z których wszystkie wymagają chłodzenia do poziomu bliskiego zera absolutnego, aby możliwe było przeprowadzenie obliczeń kwantowych.
W połączeniu nowe technologie zdecydowanie torują drogę „ kolejny etap obliczeń kwantowych i wykazać, że najszybszym sposobem na skalowanie jest wykorzystanie istniejącej infrastruktury krzemowej” – powiedzieli przedstawiciele Equal1 w konferencji .
Osiągnąłem „punkt zwrotny”
Nowy chip wykazał wierność bramki pojedynczego kubitu na poziomie 99,4% przy prędkości roboczej 84 nanosekund i wierność bramki dwóch kubitów na poziomie 98,4% przy prędkości 72 nanosekund.
A wysoka precyzjalub wierność bramek kwantowych minimalizuje błędy w obliczeniach, a większe prędkości bramek zmniejszają ryzyko utraty przez kubity swoich właściwości kwantowych podczas operacji.
Czynniki te decydują o dokładności obliczeń kwantowych i zdolności kubitów do utrzymywania swoich stanów kwantowych wystarczająco długo, aby zakończyć złożone operacje.
Aby zapewnić niezawodne operacje kwantowe, urządzenie Equal1 wykorzystuje „kubity spinowe”. Kubity spinowe kodują informacje o stanie spinu elektronu.
W swoich badaniach naukowcy stwierdzają, że kubity spinowe szczególnie nadają się do integracji z krzemem, ponieważ ten pierwiastek, krzem, zapewnia: stabilne środowisko spinów elektronów. Zmniejsza to ryzyko, że kubity stracą swoje delikatne właściwości kwantowe z powodu zakłóceń z otoczenia.
Equal1 opracował również układ kontrolera kwantowego, który wykorzystuje architektura wielopłytkowa; Ten projekt dzieli chip na wiele płytek, które mogą działać częściowo niezależnie. Architektura ta ma fundamentalne znaczenie dla skalowania systemów kwantowych, ponieważ umożliwia dystrybucję funkcji sterujących w całym chipie, unikanie wąskich gardeł które mogą wystąpić w przypadku polegania na pojedynczej jednostce przetwarzającej.
Chipy SiGe można wytwarzać przy użyciu tych samych procesów i fabryk, które są już wykorzystywane do produkcji tradycyjnych chipów komputerowych, co czyni je potencjalnie tańsze i łatwiejsze do skalowania.
„Dzisiejszy dzień wyznacza krytyczny punkt zwrotny dla branży obliczeń kwantowych. W Equal1 zawsze wierzyliśmy, że krzem jest narzędziem skalowania komputerów kwantowych, a dzisiaj, dzięki wiodącym na świecie wynikom dotyczącym kubitów i chipów kontrolnych, zrobiliśmy ważny krok w kierunku tej wizji” – powiedział dyrektor naukowy Equal1, Elena Błochinacytowane przez Live Science.
