Intel Quantum: تراشه چرخشی سیلیکونی 'Tunnel Falls' در دسترس محققان - تحلیل اخبار محاسباتی با کارایی بالا | داخل HPC

تراشه کوانتومی ۱۲ کیوبیتی تونل فالز اینتل

اینتل از انتشار تراشه تحقیقاتی کوانتومی "Tunnel Falls" خود خبر داد، یک تراشه سیلیکونی 12 کیوبیتی که این شرکت در دسترس جامعه تحقیقاتی کوانتومی قرار داده است.

اینتل همچنین گفت که در حال همکاری با آزمایشگاه علوم فیزیکی (LPS) در دانشگاه مریلند، شرکت کوبیت کالج پارک (LQC)، مرکز تحقیقات علوم اطلاعات کوانتومی (QIS) در سطح ملی، برای پیشبرد تحقیقات محاسبات کوانتومی است.

به گفته این شرکت، Tunnel Falls بر روی ویفرهای 300 میلی‌متری در تأسیسات ساخت D1 ساخته می‌شود، دستگاه 12 کیوبیتی از قابلیت‌های ساخت صنعتی ترانزیستور اینتل، مانند لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) و تکنیک‌های پردازش گیت و تماس بهره می‌برد. در کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی، اطلاعات (0/1) در اسپین (بالا/پایین) یک الکترون کدگذاری می‌شوند. هر دستگاه کیوبیت اساساً یک ترانزیستور تک الکترونی است که به اینتل اجازه می‌دهد آن را با استفاده از جریان مشابهی که در خط پردازش منطقی استاندارد نیمه‌رسانای اکسید فلزی (CMOS) استفاده می‌شود، بسازد.

اینتل معتقد است که کیوبیت های اسپین سیلیکونی به دلیل هم افزایی با ترانزیستورهای پیشرفته نسبت به سایر فناوری های کیوبیت برتری دارند. اندازه یک ترانزیستور، تا 1 میلیون بار کوچکتر از سایر انواع کیوبیت با اندازه تقریباً 50 نانومتر مربع هستند که به طور بالقوه امکان مقیاس بندی کارآمد را فراهم می کند. به گفته Nature Electronics، «سیلیکون ممکن است پلتفرمی با بیشترین پتانسیل برای ارائه محاسبات کوانتومی مقیاس‌پذیر باشد».

به گفته این شرکت، در عین حال، استفاده از خطوط ساخت پیشرفته CMOS به اینتل اجازه می دهد تا از تکنیک های کنترل فرآیند برای فعال کردن بازده و عملکرد استفاده کند. به عنوان مثال، دستگاه 12 کیوبیتی Tunnel Falls دارای نرخ تسلیم 95 درصدی در سراسر ویفر و یکنواختی ولتاژ است، مشابه فرآیند منطقی CMOS، و هر ویفر بیش از 24,000 دستگاه نقطه کوانتومی را ارائه می دهد. این تراشه‌های 12 نقطه‌ای می‌توانند چهار تا 12 کیوبیت را تشکیل دهند که بسته به نحوه عملکرد دانشگاه یا آزمایشگاه سیستم‌هایش، می‌توانند به طور همزمان جدا شده و در عملیات استفاده شوند.

اینتل گفت که قصد دارد به طور مداوم برای بهبود عملکرد Tunnel Falls و ادغام آن در پشته کوانتومی خود با کیت توسعه نرم افزار کوانتومی اینتل (SDK) کار کند. علاوه بر این، اینتل در حال توسعه تراشه کوانتومی نسل بعدی خود بر اساس Tunnel Falls است که انتظار می رود در سال آینده عرضه شود. این شرکت همچنین قصد دارد برای ساخت اکوسیستم کوانتومی با موسسات تحقیقاتی دیگری در سطح جهانی شریک شود.

جیم کلارک، مدیر سخت افزار کوانتومی اینتل گفت: «Tunnel Falls پیشرفته‌ترین تراشه کیوبیت اسپین سیلیکونی اینتل تا به امروز است و از دهه‌ها تخصص این شرکت در طراحی و ساخت ترانزیستور استفاده می‌کند. انتشار تراشه جدید گام بعدی در استراتژی بلندمدت اینتل برای ساخت یک سیستم محاسباتی کوانتومی تجاری کامل است. در حالی که هنوز سوالات و چالش‌های اساسی وجود دارد که باید در مسیر رسیدن به یک کامپیوتر کوانتومی مقاوم به خطا حل شوند، جامعه دانشگاهی اکنون می‌تواند این فناوری را کشف کرده و توسعه تحقیقات را تسریع بخشد.

اینتل گفت که در دسترس بودن این تراشه به محققان اجازه می دهد تا آزمایش هایی مانند یادگیری در مورد اصول کیوبیت ها و نقاط کوانتومی و توسعه تکنیک هایی برای کار با دستگاه های دارای کیوبیت های متعدد را آغاز کنند.

اینتل گفت که با LQC به عنوان بخشی از برنامه Qubits for Computing Foundry (QCF) از طریق دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده برای ارائه تراشه کوانتومی جدید اینتل به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی همکاری می‌کند. به گفته اینتل، این همکاری برای کمک به دموکراتیک کردن کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی با امکان دادن به محققان برای کسب تجربه عملی در کار با آرایه‌های مقیاس‌شده از این کیوبیت‌ها طراحی شده است.

جیم کلارک، مدیر گروه تحقیقاتی سخت افزار کوانتومی، اینتل

این شرکت گفت: "هدف این ابتکار تقویت توسعه نیروی کار، باز کردن درها برای تحقیقات کوانتومی جدید و رشد اکوسیستم کوانتومی کلی است." اولین آزمایشگاه های کوانتومی که در این برنامه شرکت می کنند عبارتند از LPS، آزمایشگاه ملی Sandia، دانشگاه روچستر و دانشگاه ویسکانسین-مدیسون. LQC در کنار اینتل کار خواهد کرد تا Tunnel Falls را در اختیار دانشگاه ها و آزمایشگاه های تحقیقاتی دیگری قرار دهد. اطلاعات جمع‌آوری‌شده از این آزمایش‌ها برای پیشبرد تحقیقات کوانتومی و کمک به اینتل برای بهبود عملکرد کیوبیت و مقیاس‌پذیری با جامعه به اشتراک گذاشته می‌شود.

دکتر دوایت لومان، عضو برجسته کارکنان فنی ساندیا، گفت: "آزمایشگاه ملی ساندیا از دریافت کننده تراشه آبشار تونل هیجان زده است." این دستگاه یک پلت فرم منعطف است که محققان کوانتومی در ساندیا را قادر می سازد تا به طور مستقیم رمزگذاری های کیوبیت های مختلف را با هم مقایسه کنند و حالت های عملکرد کیوبیت جدیدی را توسعه دهند، که قبلا برای ما امکان پذیر نبود. این سطح از پیچیدگی به ما امکان می دهد تا عملیات و الگوریتم های کوانتومی جدیدی را در رژیم چند کیوبیتی نوآوری کنیم و سرعت یادگیری خود را در سیستم های کوانتومی مبتنی بر سیلیکون تسریع کنیم. قابلیت اطمینان پیش‌بینی‌شده تونل فالز همچنین به ساندیا اجازه می‌دهد تا به سرعت کارکنان جدیدی را که در فن‌آوری‌های کیوبیت سیلیکونی کار می‌کنند آموزش دهد.

مارک ای. اریکسون، رئیس بخش و جان باردین، استاد فیزیک، گروه فیزیک، دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، گفت: «محققان UW-Madison، با دو دهه سرمایه گذاری در توسعه کیوبیت های سیلیکونی، بسیار هیجان زده هستند که در این زمینه شریک شوند. راه اندازی LQC. فرصتی برای دانش آموزان برای کار با دستگاه های صنعتی که از تخصص و زیرساخت میکروالکترونیک اینتل بهره می برند، فرصت های مهمی را هم برای پیشرفت های فنی و هم برای آموزش و توسعه نیروی کار باز می کند.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• EVM Finance. رابط یکپارچه برای امور مالی غیرمتمرکز دسترسی به اینجا.
• گروه رسانه ای کوانتومی. IR/PR تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://insidehpc.com/2023/06/intel-quantum-tunnel-falls-silicon-spin-chip-available-to-researchers/