Rakentaa kvanttitietokone käänteisessä järjestyksessä

Omaperäistä kvanttitietokonetekniikkaa kehittävä EeroQ kertoo ottaneensa merkittävän edistysaskeleen kohti skaalautumisen toiminnallisuutta saavuttamalla viimeistelyvaiheen (tape-out) ja demonstroimalla tulevaisuuden 2432 kubitin järjestelmän, jota he kutsuvat Wonder Lakeksi.

Wonder Lake –siru valmistettiin suuressa yhdysvaltalaisessa puolijohdetehtaassa, ja niissä käytetään vain noin 30 ohjauslinjaa, mikä ratkaisee joitakin muiden kubittialustojen kohtaamia merkittäviä skaalausongelmia.

Nyt tehdyllä ilmoituksella kehittäjät tarjoavat uskottavan polun, jonka avulla järjestelmät, jotka perustuvat nestemäisen heliumin (eHe) pinnan yläpuolelle jääviin eristettyihin elektronispineihin, voivat skaalautua yksittäisistä kubiteista 10 000 kubittiin ja yli ja siten aloittamalla skaalauksesta ja rakentamalla kvanttitietokoneen päinvastaisessa järjestyksessä.

EeroQ:n lähestymistapa kvanttilaskentaan eroaa kaikista muista yrityksistä. Minkä tahansa kvanttiprosessorin ytimessä on kubitti mutta EeroQ:n kubitti on nestemäisen heliumin pinnalla kelluvan elektronin spin.

Siitä lähtien, kun yhtiö sai viisikymmentä identtistä kopiota Wonder Lake -siruista joulukuussa 2023, olemme työskennelleet Chicagon pääkonttorissamme vangitsemalla ja mittaamalla elektroneja niillä.

Tähän mennessä yhtiö on pystynyt eristämään ja mittaamaan pieniä, alle 10 elektronin paketteja siruillamme ja voimaan hallitusti siirtää näitä paketteja ennalta määrättyihin paikkoihin alustarakenteella.

Wonder Laken avulla saavuttamamme elektronien tarkka spatiaalinen hallinta avaa kaikki-kaikkiin -yhteyden, jota tarvitaan tulevaisuuden virhekorjattujen koodien ja laajamittaisten kvanttialgoritmien toteuttamiseen.

Seuraava askel on kahden kubitin portin demonstrointi, joka perustuu hyvin ymmärrettyyn magneettisen dipoli-dipoli-vuorovaikutuksen fysiikkaan. Portti voidaan "vetää ja pudottaa" tehdassirulle.

Ensimmäiset kahden kubitin porttimme tuotetaan elektronien kahdella magneettisella spinillä. Jokaisella elektronilla on magneettikenttä, ja tämä kenttä on yksi fysiikan tarkimmin tunnetuista suureista; sen suuruus tunnetaan vähintään 12 numeron tarkkuudella.

Tässä kaaviossa lomittumisportin pääasiallinen epätarkkuuden lähde tulee kahden elektronin sijoittelusta, jota kontrolloidaan suunnittelemalla CMOS-sirun mikrorakenteet, jotka pidättävät elektroneja.

CMOS-prosessin tarkkuus vähentää valmistukseen liittyvät kvanttiporttivirheet noin 0,01 prosenttiin. Sitten lisäämme kvanttiporttimme ennalta määrättyihin paikkoihin sirulla.

Hyödyllisen kvanttitietokoneen tekemisessä on kaksi erityisen haastavaa osaa: korkealaatuiset kvanttiportit ja skaalautuvuus. Uusimman työmme myötä olemme ylpeitä voidessamme liittyä skaalautuvuuden johtajien joukkoon vakuuttaa yhtiö tiedotteessaan.

Yhdessä viimeaikaisten virheiden lieventämisen ja tehokkaampien algoritmien edistysaskeleiden kanssa voimme nähdä kaupallisen kvanttitulevaisuuden koittavan odotettua nopeammin – kyvyn hyödyntäessä arkkitehtuurietuamme nopeaan skaalautumiseen.

Aiheesta aiemmin:

Eeroq ja 2000 kubitin prosessori

Helium ja kvanttitietotekniikka