Une startup britannique a créé le premier ordinateur quantique à base de silicium au monde fabriqué en utilisant la même technologie de transistor que l’on trouve dans presque tous les électroniques numériques modernes.
La machine est construite en utilisant le processus de fabrication de puces complémentaire en oxyde de métal (CMOS) – il en va de même pour créer les puces pour des appareils tels que les smartphones, les ordinateurs portables et les caméras numériques.
Un autre élément important de la machine, construit par le mouvement quantique de la société, est son empreinte relativement faible. La machine peut être logée dans seulement trois porte-serveurs de 19 pouces, y compris le réfrigérateur de dilution et l’électronique de contrôle intégré qui manipule le qubits et produire les températures extrêmement basses nécessaires pour maintenir leurs états quantiques fragiles.
Le système combine un unité de traitement quantique (QPU) avec une interface utilisateur et un logiciel de contrôle standard de l’industrie – la couche spécialisée qui agit comme l’interprète entre un programme quantique de haut niveau (l’algorithme) et le matériel quantique physique (les Qubits), tels que Qiskit et CIRQ – pour fournir une plate-forme de calcul quantum complète. Il utilise des qubits de spin – un type de qubit qui code pour les informations quantiques dans le spin (moment angulaire intrinsèque) d’une particule élémentaire, le plus souvent un seul électron.
Ce sont également des représentants de mouvement quantique très évolutifs ont déclaré le 15 septembre dans un déclaration. Le QPU lui-même est basé sur l’architecture des carreaux – une approche de conception modulaire où un processeur ou un système sur puce (SOC) est construit à partir d’unités plus petites, autonomes et spécialisées appelées tuiles ou chiplets.
Le QPU condense les éléments de calcul, de lecture et de contrôle nécessaires en un seul tableau dense qui peut être déployé à plusieurs reprises sur une seule puce. Cela signifie que les itérations futures du QPU, le matériel physique où le calcul quantique se produit, peut être mis à niveau pour inclure des millions de qubits, ont déclaré des représentants, et le système pourrait permettre aux futures versions du QPU de l’entreprise d’être facilement échangée par le processeur existant.
« Il s’agit du moment de silicium de Quantum Computing », a déclaré James Palles-DimmockPDG de Quantum Motion. « L’annonce d’aujourd’hui démontre que vous pouvez créer un ordinateur quantique fonctionnel robuste en utilisant la technologie la plus évolutive du monde, avec la possibilité d’être produite en série. »
Les représentants de mouvement quantique affirment que ce système est la première étape pour fournir des ordinateurs quantiques commercialement viables au cours de la décennie.
Le système est actuellement déployé au UK National Quantum Computing Center (NQCC) – un laboratoire national pour l’informatique quantique, financé principalement dans le cadre du programme UK Research and Innovation (UKRI). UKRI est un organisme public qui dirige le financement de la recherche et de l’innovation au Royaume-Uni
Le système de Quantum Motion représente également le premier ordinateur en silicium Spin-Qubit développé sous les auspices de NQCC Programme de lit d’essai de calcul quantiqueune initiative visant à construire sept prototypes d’ordinateurs quantiques à l’aide de technologies différentes et à tester leur viabilité.
L’ordinateur s’appuie sur recherche Entrepris par Quantum Motion en collaboration avec University College London (UCL) pour créer plus de systèmes quantiques tolérants aux pannes. Cette recherche a démontré une précision de 98% dans les portes de deux qubit, le bloc de construction fondamental d’un circuit quantique. C’est une marque de pointe dans les qubits fabriqués dans le silicium naturel sur une échelle de plaquette de 300 mm, le même matériau utilisé dans le nouvel ordinateur.
La tolérance aux défauts est essentielle à l’informatique quantique car les qubits sont notoirement fragiles et sujets aux erreurs. L’instabilité est due à une propriété appelée décohérence.
La superposition (la capacité d’un qubit existe dans plusieurs états à la fois) et l’intrication (la capacité de deux ou plusieurs qubits à être connectés les unes aux autres et à partager le même état à n’importe quelle distance, de sorte que la modification de l’une modifie l’autre simultanément), les clés au calcul quantique, sont tous deux des états fragiles qui peuvent être détruits par la plus grande interaction avec l’environnement.
Les changements de température, d’interférence électromagnétique ou d’autres facteurs environnementaux peuvent déformer ou effondrer ces propriétés, conduisant à des résultats inexacts. Cette fragilité est l’un des plus grands obstacles à l’informatique quantique évolutive et puissante. C’est pourquoi de nombreuses recherches sur l’informatique quantique se trouvent dans le domaine de Correction d’erreur quantique (Qec).
Dans le cadre de la Projet de correction d’erreur quantique Siqec Silicon SiliconLes motifs quantiques tirent parti des qubits de spin en silicium créés à l’aide de processus de fabrication de semi-conducteurs standard de 300 mm et de ses recherches sur la correction d’erreurs pour construire avantage quantique.
Le bord principal que ce type de fabrication tient sur d’autres processus est la communauté de la fabrication de silicium. Étant donné que les installations, les normes et les techniques de production efficace de ces types de puces sont déjà bien établies, elles peuvent être produites à moindre coût, rapidement et à plus grande échelle que les autres composants plus spécialisés.
