Ensimmäiset teollisesti valmistetut kubitit

Intelin insinöörit ja QuTechin tutkijat ovat toteuttaneet ensimmäiset kubitit, jotka on valmistettu perinteisten tietokonesirujen teollisissa tuotantolaitoksissa.

Tämä edistys on ollut pitkäaikainen tavoite sen skaalautuvuuden lupauksen edistämiseksi. Läpimurto on ratkaiseva askel kohti skaalaamista tuhansiin kubitteihin, joita tarvitaan käytännön kvanttilaskennassa.

Piille kaapatun yksittäisen spinin suuri etu on sen samankaltaisuus tavanomaisten transistorien kanssa. Siksi odotettiin, että puolijohdeteollisuuden laajaa tietämystä ja taitoa voitaisiin hyödyntää näiden kubittirakenteiden valmistuksessa.

Tällä hetkellä puolijohteiset kubittisirut valmistetaan tyypillisesti puhdastiloissa käyttämällä työkaluja, jotka on optimoitu joustavia suunnittelumuutoksia ja nopeaa läpimenoa varten, mutta jotka tekevät kompromissin luotettavuudesta.

Teollinen puolijohteiden valmistus sen sijaan on erittäin luotettavaa, mutta se on sidottu tiukkoihin suunnittelusääntöihin. "Teolliset valmistustekniikat eroavat tekniikoista, joita tyypillisesti käytetään tällaisten kvanttipistenäytteiden valmistukseen", sanoo Anne-Marije Zwerver, tohtoritutkija QuTechistä – TU Delftin ja TNO:n yhteistyöstä.

Ensimmäinen antaa enemmän joustavuutta, jälkimmäinen parantaa merkittävästi saantoa ja tasaisuutta. Lisäksi sen sijaan, että valmistaisi 20 rakennetta kerralla, valmistuskierros antaa meille nyt kymmeniä tuhansia rakenteita, jolloin voimme kerätä tilastoja niiden ominaisuuksista.

"Monissa artikkeleissa todetaan: Piipuolijohteiden spin-kubitit ovat yhteensopivia CMOS-puolijohteiden valmistuksen kanssa. Mutta vasta nyt olemme osoittaneet sen olevan totta", lisää QuTechin johtava tutkija Lieven Vandersypen. "Lisäksi", hän sanoo, "Intel-tiimin saavuttama tuotto oli ennennäkemättömät 98 prosenttia verrattuna 50 prosenttiin hyvänä päivänä yliopistomme puhdastilassa."

Vielä tämän vuoden aikana Intel toimittaa ensimmäisen kvanttilaskennan testialustan Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) Argonnen kansalliseen laboratorio kansallisen kvanttitietotieteen tutkimuskeskus Q-NEXT:iin.

Kone on ensimmäinen suuri komponentti, joka asennetaan Argonnen kvanttivalimoon, joka toimii tehtaana uusien kvanttimateriaalien ja -rakenteiden luomiseen ja testaamiseen. Sen odotetaan valmistuvan tänä vuonna.

Q-NEXT-tutkijat tulevat käyttämään Intelin konetta kvanttialgoritmien suorittamiseen todellisessa, oikeassa kvanttilaskennan testialustassa simuloidun kvanttiympäristön sijaan. Ja Intel saa tutkijoilta palautetta koneen komponenttien laadusta ja sen yleisestä toiminnasta.

Aiheesta aiemmin:

Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin

Kylmää ja kuumaa kvanttitekniikkaa