Intel достигает важной вехи на пути к массовому производству чипов для квантовых компьютеров
На семинаре по кремниевой квантовой электронике 2022 года в Орфорде, Квебек, инженеры Intel заявили, что в исследовательском центре компании им удалось продемонстрировать самый высокий заявленный уровень однородности при производстве «кремниевых спин-кубитных устройств». Это исследование считается ключевой вехой для Intel, так как компания стремится выпускать чипы для квантовых вычислений на основе существующих процессов производства транзисторов.
Intel является ключевым игроком в гонке за создание квантовых компьютеров, которые представляют собой более совершенные машины, кодирующие данные в виде «кубитов», в отличие от обычных битов, используемых в традиционных компьютерах. Преимущество кубитов в том, что они не ограничены состояниями 1 или 0. Благодаря особенностям квантовой физики, они могут существовать в обоих состояниях одновременно — характеристика, известная как суперпозиция.
Intel сравнивает кубиты с монетой, которая может выпадать орлом, решкой или вращаться без остановки. Пока монета крутится, ее можно рассматривать как орел и решку одновременно.
Как далее объясняет Intel, если крутящаяся монета может представлять два состояния одновременно, то две крутящиеся монеты могут представлять четыре состояния: HH, TT, HT, TH. Далее возможности быстро расширяются: три вращающиеся монеты могут представлять восемь состояний и т.д.
Важно понимать, что способность кубитов представлять несколько состояний делает их гораздо более мощными, чем традиционные биты. Таким образом, чем больше кубитов в квантовом компьютере, тем больше возможностей у машины.
Что удивительно, так это то, что, какими бы волшебными ни казались эти кубиты, на самом деле они производятся таким же образом, как и традиционные компьютерные чипы. Их делают на кремниевых пластинах в виде “спиновых кубитов”. Самая большая разница заключается в том, что они гораздо более хрупкие. Чтобы поддерживать свою стабильность, они могут существовать только при невероятно низких температурах.
До сих пор большинство исследовательских процессов были сосредоточены на создании одного квантового чипа за раз. Компания Intel сделала это по-другому, используя вместо этого существующие методы экстремальной ультрафиолетовой литографии для создания типичной 300-миллиметровой пластины, заполненной несколькими квантовыми чипами. По данным Intel, на сегодняшний день ее прототипы демонстрируют наибольшую однородность.
Директор Intel по квантовому оборудованию Джеймс Кларк сказал: «Исследование показывает, что идея изготовления квантовых чипов на существующих узлах транзисторных процессов компании является «разумной стратегией», которая даст результаты по мере развития технологии. Поскольку Intel добилась более высокой производительности и однородности по сравнению с более ранними чипами, теперь она может использовать методы статистического контроля для определения областей производственного процесса, которые можно оптимизировать. Таким образом, компания может ускорить свои исследовательские усилия и, надеюсь, в один прекрасный день масштабируется для массового производства тысяч или даже миллионов кубитов для коммерческих квантовых компьютеров. В будущем мы продолжим улучшать качество этих устройств и разрабатывать более масштабные системы, при этом эти шаги будут служить строительными блоками, которые помогут нам быстро развиваться».
Хольгер Мюллер из Constellation Research Inc. сказал: «Intel отчаянно пытается продолжать создавать инновации в области полупроводников, даже если эти достижения приходятся на менее известные области, такие как квантовые вычисления. «Достижение качества и высокой производительности является ключом к производству всех компьютерных чипов, и похоже, что Intel совершила ключевой прорыв с точки зрения качества и надежности квантовых чипов массового производства. Intel заслуживает поздравлений за свою работу, став одним из первых лидеров в разработке новых платформ для микросхем, которые, вероятно, будут иметь решающее значение в не столь отдаленном будущем».
