Intel fortsätter att investera i ny teknik, och en av hennes senaste intressen är quantum computing. Förra hösten presenterade den första quantum-processor på grundval av 17 qubits, och på senaste CES, en av europas största tillverkare av halvledare har visat chip redan med 49 qubits Ombord.
Intel, som många andra, ser en stor potential inom kvantdatorer, men tekniska problem som står i vägen för genomförandet av den teknik som minskar tyvärr inte så aktiv som jag skulle vilja. Till exempel, den operativa temperaturen i samma presenterade chip är -273,2 grader Celsius. Därför ingenjörer är nu fullt upptagen med att se för mer praktiska lösningar.
Tillsammans med forskare från de holländska Delft University of technology (QuTech) Intel är att bedriva forskning med så kallade spin qubits. Arbetet har pågått i flera år och är mycket lovande. Spin qubits representerar elektroner inbäddade i silicon och är inte så mycket i ett tillstånd av “spinn ner” (binära 0) eller “snurra upp” (binär 1), men också i den mellanliggande tillstånd, så kallad överlagring. Den senare, som i sin tur är grunden för alla stiftelser av kvantdatorer. Plus spin qubits är att de inte är lika känsliga för temperaturer, till exempel supraledande qubits, som kräver att de villkor under vilka de kommer att fungera effektivt nära den absoluta nollpunkten. I sin tur, komplexiteten i kylsystemet påverkar användbarheten av hela systemet – för att de inte tillåter kvantdatorer att samtidigt använda mer än ett par hundra eller tusentals qubits. Att prata om system som bygger på miljontals qubits i Allmänhet anser jag att det är bortom under sådana förhållanden.
Spin qubits kan arbeta vid en temperatur av 1 Kelvin. Supraledande qubits skall vara kyld till 20 millikelvin, vilket är 50 gånger svalare och mycket dyrare. Dessutom kylning i detta fall uppstår inte bara qubits, men även andra komponenter i en kvantdator, utöver kylkretsen, som inte heller är perfekt. Spin qubits kan flytta resten av komponenterna närmare qubits, vilket minskar komplexiteten i systemet.
Den andra fördelen med att snurra qubits är möjligheten till tätare layouter i villkoren för den tidigare volymen. Kommersiella system kommer säkert att hitta nytta av en sådan skala.
Tredje fördel av spin qubits är deras produktionsprocess är ganska lik den klassiska-transistorer är halvledare, där ett företag som bedriver produktion av halvledare, kommer att kunna snabbt anpassa sig denna teknik.
Vid nästa konferens Främjande av Vetenskap och Intel QuTech kommer att visa den första kvantdator på grundval av två spin qubits. Enligt skaparna, systemet kan utföra enkla algoritmer. För produktion av qubits Intel använt sin 300 mm substrat (som på bilden ovan), helt rensad på alla isotoper. Detta är bara det första testet produktion, men under de kommande månaderna, det företag som lovar att öka produktion och ta med den till ett par wafers per vecka. Varje sådant substrat kan innehålla flera tusen av matriser för dragning qubits.
Intel håller på att utveckla spin qubits som arbetar vid högre temperaturer
Nikolai Khizhnyak