Intel Quantum: 'Tunnel Falls' chip de silício disponível para pesquisadores – análise de notícias de computação de alto desempenho | dentro do HPC

Chip quântico de 12 qubits Tunnel Falls da Intel

A Intel anunciou o lançamento de seu chip de pesquisa quântica “Tunnel Falls”, um chip de silício de 12 qubits que a empresa está disponibilizando para a comunidade de pesquisa quântica.

A Intel também disse que está colaborando com o Laboratório de Ciências Físicas (LPS) da Universidade de Maryland, College Park's Qubit Collaboratory (LQC), um Centro de Pesquisa de Ciências da Informação Quântica (QIS) de nível nacional, para avançar na pesquisa de computação quântica.

Tunnel Falls é fabricado em wafers de 300 milímetros na instalação de fabricação D1, o dispositivo de 12 qubits aproveita os recursos de fabricação industrial de transistores da Intel, como litografia ultravioleta extrema (EUV) e técnicas de processamento de portas e contatos, de acordo com a empresa. Nos qubits de spin do silício, a informação (o 0/1) é codificada no spin (para cima/para baixo) de um único elétron. Cada dispositivo qubit é essencialmente um transistor de elétron único, o que permite à Intel fabricá-lo usando um fluxo semelhante ao usado em uma linha de processamento lógico de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) padrão.

A Intel acredita que os qubits de spin de silício são superiores a outras tecnologias de qubit devido à sua sinergia com transistores de ponta. Sendo do tamanho de um transistor, eles são até 1 milhão de vezes menores do que outros tipos de qubit, medindo aproximadamente 50 nanômetros quadrados, permitindo potencialmente uma escala eficiente. De acordo com a Nature Electronics, “o silício pode ser a plataforma com maior potencial para fornecer computação quântica ampliada”.

Ao mesmo tempo, a utilização de linhas avançadas de fabricação de CMOS permite que a Intel use técnicas de controle de processo para permitir rendimento e desempenho, de acordo com a empresa. Por exemplo, o dispositivo Tunnel Falls de 12 qubits tem uma taxa de rendimento de 95% no wafer e uniformidade de tensão, semelhante a um processo lógico CMOS, e cada wafer fornece mais de 24,000 dispositivos de pontos quânticos. Esses chips de 12 pontos podem formar de quatro a 12 qubits que podem ser isolados e usados ​​em operações simultaneamente, dependendo de como a universidade ou laboratório opera seus sistemas.

A Intel disse que pretende trabalhar continuamente para melhorar o desempenho do Tunnel Falls e integrá-lo à sua pilha quântica com o Intel Quantum Software Development Kit (SDK). Além disso, a Intel está desenvolvendo seu chip quântico de próxima geração baseado em Tunnel Falls, com lançamento previsto para o ano que vem. A empresa também planeja fazer parceria com outras instituições de pesquisa globalmente para construir o ecossistema quântico.

“Tunnel Falls é o chip de spin qubit de silício mais avançado da Intel até hoje e se baseia em décadas de experiência em design e fabricação de transistores da empresa”, disse Jim Clarke, diretor de Quantum Hardware, Intel. “O lançamento do novo chip é o próximo passo na estratégia de longo prazo da Intel para construir um sistema de computação quântica comercial full-stack. Embora ainda existam questões e desafios fundamentais que devem ser resolvidos ao longo do caminho para um computador quântico tolerante a falhas, a comunidade acadêmica agora pode explorar essa tecnologia e acelerar o desenvolvimento da pesquisa”.

A Intel disse que a disponibilidade do chip permite que os pesquisadores comecem experimentos como aprender sobre os fundamentos de qubits e pontos quânticos e desenvolver técnicas para trabalhar com dispositivos com múltiplos qubits.

A Intel disse que está colaborando com o LQC como parte do programa Qubits for Computing Foundry (QCF) por meio do US Army Research Office para fornecer o novo chip quântico da Intel para laboratórios de pesquisa. A colaboração foi projetada para ajudar a democratizar os qubits de spin de silício, permitindo que os pesquisadores ganhem experiência prática trabalhando com matrizes em escala desses qubits, de acordo com a Intel.

Jim Clarke, Diretor, Grupo de Pesquisa de Hardware Quântico, Intel

“A iniciativa visa fortalecer o desenvolvimento da força de trabalho, abrir as portas para novas pesquisas quânticas e aumentar o ecossistema quântico geral”, disse a empresa. Os primeiros laboratórios quânticos a participar do programa incluem LPS, Sandia National Laboratories, University of Rochester e University of Wisconsin-Madison. A LQC trabalhará ao lado da Intel para tornar Tunnel Falls disponível para outras universidades e laboratórios de pesquisa. As informações coletadas desses experimentos serão compartilhadas com a comunidade para promover a pesquisa quântica e ajudar a Intel a melhorar o desempenho e a escalabilidade dos qubits.

“O Sandia National Laboratories está entusiasmado por receber o chip Tunnel Falls”, disse o Dr. Dwight Luhman, distinto membro da equipe técnica do Sandia. “O dispositivo é uma plataforma flexível que permite aos pesquisadores quânticos da Sandia comparar diretamente diferentes codificações qubit e desenvolver novos modos de operação qubit, o que não era possível para nós anteriormente. Esse nível de sofisticação nos permite inovar novas operações quânticas e algoritmos no regime multi-qubit e acelerar nossa taxa de aprendizado em sistemas quânticos baseados em silício. A confiabilidade prevista de Tunnel Falls também permitirá que Sandia integre e treine rapidamente novos funcionários que trabalham em tecnologias de qubit de silício.”

Mark A. Eriksson, chefe do departamento e professor de física John Bardeen, Departamento de Física da Universidade de Wisconsin-Madison, disse: “Os pesquisadores da UW-Madison, com duas décadas de investimento no desenvolvimento de qubits de silício, estão muito entusiasmados com a parceria em o lançamento do LQC. A oportunidade para os alunos trabalharem com dispositivos industriais, que se beneficiam da experiência e infraestrutura de microeletrônica da Intel, abre oportunidades importantes tanto para avanços técnicos quanto para educação e desenvolvimento da força de trabalho.”

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• Fonte: https://insidehpc.com/2023/06/intel-quantum-tunnel-falls-silicon-spin-chip-available-to-researchers/