Ensimmäinen valmistettavissa oleva molekyyli-kubitti

Kvanttiteknologiayritys NVision ilmoitti uraauurtavan vertaisarvioidun tutkimustuloksen julkaisemisesta Nature -lehdessä sekä strategisesta kumppanuudesta ohutkalvolitiumniobaatti (TFLN) -fotoniikan johtavan yrityksen HyperLight Corporationin (”HyperLight”) kanssa.

Yritykset integroivat NVisionin ohutkalvoiset molekyylikubitit suoraan edistyneisiin fotonisiin integroituihin piireihin (PIC). Yhdessä nämä virstanpylväät luovat käytännöllisen polun kvanttilaskentaan laajassa mittakaavassa käyttäen fotonista yhteyttä kvanttiresurssien linkittämiseen prosessoreiden sisällä ja niiden välillä.

Tämä avaa tien miljoonien kubittien tuottamiseen siruille, jotka ovat yhteensopivia standardin valimoteollisuuden kanssa.

Nature -lehden julkaisussa A Single-Molecule Spin-Photon Interface vahvistetaan kaikkien aikojen ensimmäinen yksilöllisesti ohjattava orgaaninen molekyylispin-fotoni-rajapinta, joka on keskeinen tekijä stationaaristen kubittien ja fotonien yhdistämisessä.

Kevin Luke, HyperLightin perustajajäsen ja räätälöidyn kehityksen johtaja kertoo. ”Fotoninen yhteenliitettävyys on välttämätöntä kvanttiprosessorien skaalaamiselle, ja optisen siruinfrastruktuurimme yhdistäminen valmistettavissa oleviin molekyylisiin ohutkalvoihin mahdollistaa tiheän, sirumittakaavan kvanttiyhteyden toimittamisen, joka hyödyntää vuosikymmenten investointeja puolijohdevalmistukseen.”

Tämä virstanpylväs vie NVisionin fotonisten integroitujen kvanttipiirien (PIQC) alustan suoraan perusfysiikasta kaupalliseen laitteistokehitykseen. Alustavien sirutoimitusten jälkeen NVision pyrkii esittelemään PIC-piirien suorituskyvyn live-esittelyn vuoden 2026 loppuun mennessä.

Yhtiön pitkän aikavälin kaupallisessa etenemissuunnitelmassa tavoitteena on skaalata se 1 000 fyysiseen kubittiin ja edetä kohti 1 000 loogista, vikasietoista kubittia sirulla vuoteen 2030 mennessä, jotka sijaitsevat käyttöönotettavassa datakeskusmuodossa.

Toisin kuin monoliittiset kvanttiarkkitehtuurit, jotka pakottavat kubitit fyysisesti lähelle toisiaan, mikä aiheuttaa voimakasta ylikuulumista, hallinnan monimutkaisuutta ja lämmön pullonkauloja, NVisionin fotoninen integroitu kvanttipiiri (PIQC) käyttää optisia linkkejä erottaakseen kubitit paikkaan sidotuista rajoituksista.

Suunnitellut karbeenimolekyylit toimivat saavutettavissa olevissa kryogeenisissä lämpötiloissa (2K–4K) ja emittoivat fotoneja natiivisti tarkoilla optisilla taajuuksilla, mikä mahdollistaa suoran sirun sisäisen ja sirujen välisen kvanttilomittumisen.

Tutkimusjulkaisussa täsmennetään, että rakenteellisesti sovitettuun isäntäkiteeseen upotettu triplettisen perustilan karbeenimolekyyli toimii vankkana spin-fotoni-rajapintana, jolla on yksittäisen molekyylin osoitteellisuus.

”Kemia antaa meille suunnitteluvapauden, jota puolijohdepohjaisilla kubiteilla, kuten piissä, ei yksinkertaisesti ole. Käsittelemällä kvanttisuunnittelua molekyylitasolla voimme virittää tärkeimmät suorituskykyominaisuudet, kuten kvanttimuistin, porttinopeuden ja fotoniemission, yhden molekyylin sisällä”, sanoo NVisionin teknologiajohtaja, tohtori Ilai Schwartz. ”Koska kubittimme ovat vuorovaikutuksessa suoraan valon kanssa alusta alkaen, saavutamme liitettävyyden ilman läheisyyttä, mikä tekee fotonisesta verkottumisesta alustamme perustavanlaatuisen ominaisuuden sen sijaan, että se lisättäisiin myöhemmin.”

Aiheesta aiemmin:

Metalli-metalli-sidosmolekyyli avaa uuden tien kvanttilaskentamateriaaleille

Nanografeenit mahdollistavat monen spinin lomittumisen

Fyysikot kvanttilomittavat yksittäisiä molekyylejä