Tunnel Falls е първият квантов процесор на Intel със силициеви кубити
Intel разгласи излизането на пазара на 12-кубитовия силициев чип Tunnel Falls и даването му на откривателите на квантови технологии. Използвайки Tunnel Falls, учените могат незабавно да стартират да организират опити и калкулации, вместо да се пробват да основават свои лични устройства. В резултат на това става вероятен по-широк набор от проучвания, в това число проучване основите на кубитите и квантовите точки и създаване на нови способи за работа с устройства с голям брой кубити.
„ Tunnel Falls “ е най-съвършеният досега силициев чип със силициевите спинови кубити на Intel, който се базира на дългогодишния опит на компанията в проектирането и производството на транзистори. Той е идната стъпка в дълготрайната тактика на Intel за създаване на пълноценна комерсиална система за квантови калкулации. Макар че по пътя към резистентен на неточности квантов компютър би трябвало да се решат фундаментални въпроси и провокации, академичната общественост към този момент може да изследва тази технология и да форсира развиването на научните проучвания “, сподели Джим Кларк, шеф на Quantum Hardware, Intel.
Tunnel Falls се създава на 300 мм пластини във фабриката D1 на Intel. Устройството с 12 кубита се възползва от най-модерните благоприятни условия на Intel за промишлено произвеждане на транзистори, като да вземем за пример рискова ултравиолетова (EUV) литография. В силициевите спинови кубити всеки обичай информация (0/1) се кодира посредством спина (посоката на въртене) на един електрон. Всеки кубит всъщност е електронен транзистор, което разрешава да бъде направен с технология, сходна на общоприетата система за комплементарни железни оксиди и полупроводници (CMOS).
Използвайки тази развита технология, индустриалният развой на Tunnel Falls обезпечава 95% рандеман на качествени чипове от цялата пластина, като от всяка пластина се получават над 24 000 работещи квантови чипа. Тези чипове могат да образуват конфигурации от 4 до 12 кубита, които могат да бъдат изолирани или по едно и също време употребявани в разнообразни интервенции, според от потребностите на откривателите.
Intel смята, че силициевите спинови кубити превъзхождат другите технологии за кубити заради синергията им с усъвършенстваните транзистори. Тъй като са с размерите на транзистор (≈ 50 × 50 nm), те са милион пъти по-малки от другите типове кубити, които съгласно Nature Electronics „ могат да бъдат платформата с максимален капацитет за мащабиране на квантовите изчисления„.
Струва си да се отбележат напъните на Intel за по-нататъшното изследване на този характерен хардуер – наподобява, че компанията не е подготвена да се спре единствено на едно решение. В края на краищата, сходно на множеството кубити, спиновите кубити, основани на полупроводници, могат да бъдат осъществени по разнообразни способи. Основната технология дава опция за разкриване на обособени електрони в изолирани ями и манипулиране на техните спинове, с цел да се кодира информация в квантово положение.
Съществуват три метода за създаване на силициеви спинови кубити, в това число конфигурацията на Loss-DiVencenzo, конфигурацията Single-Triplet (S-T0) и конфигурацията Exchange-Only. „ Всяко решение има своите мощни и слаби страни във връзка с производството, физиката и мащабируемостта “, изяснява Кларк. Той сподели още, че Intel изследва огромен брой параметри, като да вземем за пример разнообразни размери на квантовите точки, разнообразни геометрии и разнообразни дължини на кубитите. Intel също по този начин вгражда в своя чип принадлежности за тестване, с цел да може да дефинира успеваемостта.
Intel разгласи за съдействие с Лабораторията за физически науки (LPS) на Университета на Мериленд, Qubit Collaboratory (LQC) в Колидж Парк, Националния проучвателен център за квантови осведомителни науки (QIS), Националните лаборатории Sandia, Университета на Рочестър и Университета на Уисконсин-Медисън за развиване на проучванията в региона на квантовите калкулации. Компанията възнамерява още тази година да даде своя Intel Quantum Software Development Kit (SDK) версия 1.0 на разработчиците и откривателите, което ще стане посредством Intel Developer Cloud.
„ Нашата цел е да свържем Quantum SDK с действителен хардуер. Това е един тип разпределен метод. В момента се фокусираме както върху софтуера, по този начин и върху хардуера, а в бъдеще ще ги комбинираме. Предстои голяма работа за характеризиране на тези устройства и по-късно написване на доста научни публикации “, прибавя Кларк.
Intel съобщи, че партньорството с LQC ще спомогне за демократизирането на силициевите спинови кубити, като разреши на откривателите да придобият на практика опит с техните мащабируеми масиви. Според Кларк Intel ще даде квантовите устройства, а изследователската организация ще дава отговор за закупуването и основаването на нужната инфраструктура, като да вземем за пример системите за криоконтрол. Intel към момента не дава чиповете Horse Ridge II за криоконтрол, само че може да го направи в бъдеще.
Научните институции, участващи в програмата, са единомислещи, че присъединяване на Intel е крайъгълен камък в демократизацията на проучванията на спиновите кубити и техните вероятности за обработка на квантова информация и води до сливане на напъните на промишлеността, университетските среди, националните лаборатории и държавното управление.
Според учените устройството обезпечава гъвкава платформа за непосредствено сравняване на разнообразни кубитни кодировки и създаване на нови режими на работа, което разрешава въвеждането на нови квантови интервенции и логаритми в мултикубитен режим и форсира процеса на образование в силициевите квантови системи.
Изследователите високо правят оценка надеждността на Tunnel Falls, а опцията за работа с индустриални устройства на Intel съгласно тях дава вероятности за софтуерен прогрес и образование.
Intel систематично работи за възстановяване продуктивността на Tunnel Falls и за консолидираното му в цялостния си квантов стек благодарение на Intel Quantum SDK. Освен това Intel към този момент създава своя квантов чип от последващо потомство, основан на Tunnel Falls, който се чака да бъде пуснат през 2024 година
