Laboratori Equal1 (Equal1), una società di calcolo quantistico basata sul silicio, ha annunciato oggi che la società è la prima a dimostrare un'unità di processore quantistico (QPU) completamente integrata che opera a 3,7 kelvin, una pietra miliare importante con implicazioni per la traiettoria dell'informatica quantistica.

L'azienda sta affrontando una grande sfida per l'industria dell'informatica quantistica di ridimensionare il numero di qubit in modo che un computer quantistico possa affrontare utili, problemi del mondo reale.

Con la sua QPU, Equal1 ha sviluppato un dirompente, tecnologia di calcolo quantistico scalabile e conveniente, basato su un processo a semiconduttore di silicio disponibile in commercio.

Il QPU impiega brevettato, Equal1-progettato, punti quantici su scala nanometrica per creare qubit (l'equivalente quantistico dei bit digitali) su un processo CMOS di silicio standard. Oltre ai qubit di silicio, tutta l'elettronica di controllo e lettura necessaria per una QPU completamente funzionante è integrata su un chip con oltre 10 milioni di transistor.

Oltre a sviluppare la sua QPU, Equal1 ha progettato e realizzato il sistema chiuso criogenico e sottovuoto, insieme all'elettronica di controllo e comunicazione per mantenere il chip a 3,7 K e interfacciarsi a temperatura ambiente.

A causa del funzionamento dei qubit a 3,7 K (denominati "qubit caldi") e del livello di integrazione raggiunto dal team, il fattore di forma del dimostratore quantistico è molto più piccolo delle tecnologie alternative (dimensioni rack rispetto a dimensioni stanza).

Equal1 è stata fondata da Dirk Leipold, Mike Asker e il professor R. Bogdan Staszewski ed è uno spin-out della UCD School of Electrical and Electronic Engineering. Il team Equal1 ha sedi presso NovaUCD, il Centre for New Ventures and Entrepreneurs presso l'University College di Dublino, e in California.

Elena Blochina, Uguale1 CTO, disse, "La capacità del nostro team di dimostrare il comportamento quantistico su una QPU completamente integrata ci consentirà di risolvere presto sfide nell'intelligenza artificiale che non possono essere risolte oggi. Siamo orgogliosi del traguardo raggiunto e siamo entusiasti di portare la nostra tecnologia al livello successivo".

Due macchine dimostrative quantistiche Equal1 ("Alice") sono state in funzione per oltre 24 mesi cumulativi senza tempi di inattività non pianificati. su Alice, Oscillazioni di Rabi sono state osservate in array a tre punti con un tempo di coerenza di 150 ns.

A causa della natura integrata della tecnologia, gli impulsi elettronici che controllano i qubit sono generati on-chip e quindi sono estremamente veloci, consentendo un tempo di impulso sufficientemente breve da consentire alla QPU di dimostrare il comportamento quantistico. Il team ha dimostrato la ripetibilità dei risultati e la coerenza con la modellazione quantistica e le simulazioni.

"Sfruttando la riduzione delle geometrie dei transistor, abbiamo dimostrato che l'integrazione nella gamma di milioni di qubit è possibile, con requisiti di raffreddamento moderati rispetto ad altre tecnologie qubit, " disse, CEO di Equal1, Dirk Leipold.

"La nostra tecnologia di calcolo quantistico offre soluzioni AI convenienti ai nostri clienti con un'impronta di carbonio molto più bassa".

La QPU è stata prodotta su GlobalFoundries, la principale piattaforma 22FDX a bassa potenza, non richiedono estensioni di processo speciali per il funzionamento quantistico. Utilizzando questa piattaforma a bassissima potenza presso GlobalFoundries Fab 1 a Dresda, La Germania ha svolto un ruolo chiave nel consentire a Equal1 di raggiungere i risultati qui presentati.

Il team Equal1 ha progettato i complessi circuiti a segnali misti, come il generatore di impulsi ad alta velocità, ADC, DAC e memoria criogenica, utilizzando il software EDA di Cadence Design Systems, Inc., in particolare il nuovo supporto di Spectre Simulation Platform per modelli a temperatura ultrabassa che sono fondamentali per la convalida del design crioelettronico.

Commentando il risultato, Joy Han, direttore della gestione dei prodotti di Cadence per i prodotti di simulazione dei circuiti, ha dichiarato:"Questo è un risultato molto entusiasmante e mostra un approccio dirompente e potenzialmente rivoluzionario al calcolo quantistico. Speriamo di continuare la nostra collaborazione con Equal1 nel futuro".