Intel Quantum: 'Tunnel Falls' silicium-spinchip beschikbaar voor onderzoekers - High-Performance Computing News Analysis

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Intel's Tunnel Falls quantum 12-qubit-chip

Intel heeft de release aangekondigd van zijn "Tunnel Falls" kwantumonderzoekschip, een 12-qubit siliciumchip die het bedrijf beschikbaar stelt aan de kwantumonderzoeksgemeenschap.

Intel zei ook dat het samenwerkt met het Laboratory for Physical Sciences (LPS) van de Universiteit van Maryland, College Park's Qubit Collaboratory (LQC), een Quantum Information Sciences (QIS) Research Center op nationaal niveau, om quantum computing-onderzoek te bevorderen.

Tunnel Falls wordt gefabriceerd op wafers van 300 millimeter in de D1-fabricagefaciliteit, het 12-qubit-apparaat maakt gebruik van Intel's industriële fabricagecapaciteiten voor transistors, zoals extreme ultraviolette lithografie (EUV) en poort- en contactverwerkingstechnieken, aldus het bedrijf. In silicium-spinqubits wordt informatie (de 0/1) gecodeerd in de spin (omhoog/omlaag) van een enkel elektron. Elk qubit-apparaat is in wezen een enkele elektronentransistor, waardoor Intel het kan fabriceren met behulp van een vergelijkbare stroom als die wordt gebruikt in een standaard logische verwerkingslijn met complementaire metaaloxide-halfgeleiders (CMOS).

Intel is van mening dat silicium-spinqubits superieur zijn aan andere qubit-technologieën vanwege hun synergie met geavanceerde transistors. Omdat ze zo groot zijn als een transistor, zijn ze tot 1 miljoen keer kleiner dan andere qubit-types van ongeveer 50 nanometer in het vierkant, waardoor ze mogelijk efficiënt kunnen worden geschaald. Volgens Nature Electronics is "Silicon misschien wel het platform met het grootste potentieel om opgeschaalde quantum computing te leveren."

Tegelijkertijd stelt het gebruik van geavanceerde CMOS-fabricagelijnen Intel in staat procescontroletechnieken te gebruiken om opbrengst en prestaties mogelijk te maken, aldus het bedrijf. Het Tunnel Falls 12-qubit-apparaat heeft bijvoorbeeld een rendement van 95 procent over de wafer en spanningsuniformiteit, vergelijkbaar met een CMOS-logisch proces, en elke wafer biedt meer dan 24,000 quantum dot-apparaten. Deze 12-dot-chips kunnen vier tot twaalf qubits vormen die kunnen worden geïsoleerd en tegelijkertijd in operaties kunnen worden gebruikt, afhankelijk van hoe de universiteit of het laboratorium zijn systemen bedient.

Intel zei dat het van plan is om continu te werken aan het verbeteren van de prestaties van Tunnel Falls en het te integreren in zijn kwantumstack met de Intel Quantum Software Development Kit (SDK). Daarnaast ontwikkelt Intel zijn volgende generatie kwantumchip op basis van Tunnel Falls, die naar verwachting volgend jaar zal worden uitgebracht. Het bedrijf is ook van plan om wereldwijd samen te werken met aanvullende onderzoeksinstellingen om het kwantumecosysteem op te bouwen.

"Tunnel Falls is Intel's meest geavanceerde silicium-spinqubit-chip tot nu toe en maakt gebruik van de tientallen jaren expertise van het bedrijf op het gebied van transistorontwerp en fabricage", zegt Jim Clarke, directeur van Quantum Hardware, Intel. “De release van de nieuwe chip is de volgende stap in Intels langetermijnstrategie om een full-stack commercieel kwantumcomputersysteem te bouwen. Hoewel er nog steeds fundamentele vragen en uitdagingen zijn die moeten worden opgelost op weg naar een fouttolerante kwantumcomputer, kan de academische gemeenschap deze technologie nu verkennen en de ontwikkeling van onderzoek versnellen.”

Intel zei dat de beschikbaarheid van de chip onderzoekers in staat stelt om te beginnen met experimenten zoals het leren over de basisprincipes van qubits en quantum dots, en het ontwikkelen van technieken voor het werken met apparaten met meerdere qubits.

Intel zei dat het samenwerkt met LQC als onderdeel van het Qubits for Computing Foundry (QCF) -programma via het US Army Research Office om de nieuwe kwantumchip van Intel aan onderzoekslaboratoria te leveren. De samenwerking is bedoeld om silicium-spinqubits te helpen democratiseren door onderzoekers in staat te stellen praktijkervaring op te doen met het werken met geschaalde arrays van deze qubits, aldus Intel.

Jim Clarke, directeur, Quantum Hardware Research Group, Intel

"Het initiatief heeft tot doel de ontwikkeling van het personeelsbestand te versterken, de deuren te openen voor nieuw kwantumonderzoek en het algemene kwantumecosysteem te laten groeien", aldus het bedrijf. De eerste kwantumlaboratoria die aan het programma deelnemen, zijn LPS, Sandia National Laboratories, de University of Rochester en de University of Wisconsin-Madison. LQC zal samenwerken met Intel om Tunnel Falls beschikbaar te maken voor andere universiteiten en onderzoekslaboratoria. De informatie die uit deze experimenten wordt verzameld, zal worden gedeeld met de gemeenschap om kwantumonderzoek te bevorderen en Intel te helpen de qubit-prestaties en schaalbaarheid te verbeteren.

"Sandia National Laboratories is verheugd een ontvanger van de Tunnel Falls-chip te zijn", zegt Dr. Dwight Luhman, vooraanstaand lid van de technische staf bij Sandia. “Het apparaat is een flexibel platform waarmee kwantumonderzoekers bij Sandia verschillende qubit-coderingen direct kunnen vergelijken en nieuwe qubit-bedrijfsmodi kunnen ontwikkelen, wat voorheen niet mogelijk was voor ons. Dit niveau van verfijning stelt ons in staat om nieuwe kwantumbewerkingen en algoritmen in het multi-qubit-regime te innoveren en ons leertempo in op silicium gebaseerde kwantumsystemen te versnellen. De verwachte betrouwbaarheid van Tunnel Falls stelt Sandia ook in staat om snel nieuw personeel aan boord te krijgen en op te leiden dat werkt met silicium qubit-technologieën.”

Mark A. Eriksson, afdelingsvoorzitter en John Bardeen Professor of Physics, Department of Physics, University of Wisconsin-Madison, zei: "UW-Madison-onderzoekers, met twee decennia aan investeringen in de ontwikkeling van siliciumqubits, zijn erg verheugd om samen te werken in de lancering van de LQC. De mogelijkheid voor studenten om te werken met industriële apparaten, die profiteren van Intel's expertise en infrastructuur op het gebied van micro-elektronica, opent belangrijke kansen voor zowel technische vooruitgang als voor onderwijs en personeelsontwikkeling."