211service.com
Intel satsar på att det kan förvandla Everyday Silicon till Quantum Computing's Wonder Material
Forskare vid TU Delft i Nederländerna använder utrustning som denna för att testa kvantberäkningsenheter vid superkalla temperaturer, i samarbete med chiptillverkaren Intel.
Ibland är lösningen på ett problem att stirra dig i ansiktet hela tiden. Chiptillverkaren Intel satsar på att det kommer att vara sant i kapplöpningen om att bygga kvantdatorer – maskiner som bör erbjuda enorm processorkraft genom att utnyttja kvantmekanikens konstigheter.
Konkurrenterna IBM, Microsoft och Google utvecklar alla kvantkomponenter som skiljer sig från de som kraschar data i dagens datorer. Men Intel försöker anpassa arbetshästen för befintliga datorer, kiseltransistorn, för uppgiften.
Intel har ett team av kvanthårdvaruingenjörer i Portland, Oregon, som samarbetar med forskare i Nederländerna, vid TU Delfts QuTech kvantforskningsinstitut , under ett anslag på 50 miljoner dollar som fastställdes förra året. Tidigare denna månad rapporterade Intels grupp att de nu kan lägga det ultrarena kisel som behövs för en kvantdator på standardwafers som används i chipfabriker.
Denna strategi gör Intel till en extremist bland industri- och akademiska grupper som arbetar med qubits, eftersom de grundläggande komponenterna som behövs för kvantdatorer är kända. Andra företag kan köra kod på prototypchips med flera qubits gjorda av supraledande kretsar (se Googles Quantum Dream Machine). Ingen har ännu avancerade kisel-qubits så långt.
En kvantdator skulle dock behöva ha tusentals eller miljoner qubits för att vara allmänt användbar. Och Jim Clarke, som leder Intels projekt som chef för kvanthårdvara, hävdar att kisel-qubits är mer benägna att nå den punkten (även om Intel också forskar om supraledande qubits). En sak som gynnar kisel, säger han: expertis och utrustning som används för att tillverka konventionella chip med miljarder identiska transistorer bör tillåta arbetet med att perfekta och skala upp kisel-qubits snabbt.
Intels kisel-qubits representerar data i en kvantegenskap som kallas spinn av en enstaka elektron instängd i en modifierad version av transistorerna i dess befintliga kommersiella chips. Förhoppningen är att om vi gör de bästa transistorerna så kan vi med några material- och designförändringar göra de bästa qubitarna, säger Clarke.
En annan anledning till att arbeta med kisel-qubits är att de borde vara mer tillförlitliga än supraledande motsvarigheter. Ändå är alla qubits felbenägna eftersom de arbetar på data med mycket svaga kvanteffekter (se Google-forskare gör kvantkomponenter mer tillförlitliga ).
Den nya processen som hjälper Intel att experimentera med kisel-qubits på standardchipwafers, utvecklad med materialföretagen Urenco och Air Liquide, borde hjälpa till att påskynda forskningen, säger Andrew Dzurak , som arbetar på kisel qubits vid University of New South Wales i Australien. För att nå hundratusentals qubits kommer vi att behöva en otrolig ingenjörsmässig tillförlitlighet, och det är halvledarindustrins kännetecken, säger han.
Företag som utvecklar supraledande qubits gör dem också med hjälp av befintliga chiptillverkningsmetoder. Men de resulterande enheterna är större än transistorer, och det finns ingen mall för hur man tillverkar och paketerar dem i stort antal, säger Dzurak.
Chad Rigetti, grundare och VD för Rigetti Computing, en startup som arbetar med supraledande qubits liknande dem som Google och IBM utvecklar, håller med om att detta utgör en utmaning. Men han hävdar att hans valda tekniks försprång kommer att ge gott om tid och resurser för att ta itu med problemet.
Google och Rigetti har båda sagt att de på bara några år skulle kunna bygga ett kvantchip med tiotals eller hundratals qubits som dramatiskt överträffar konventionella datorer på vissa problem, till och med göra användbart arbete med problem inom kemi eller maskininlärning.