Intel satser på, at det kan gøre hverdagssilicium til Quantum Computings vidundermateriale

Forskere ved TU Delft i Holland bruger udstyr som dette til at teste kvantecomputere ved supercool temperaturer i et samarbejde med chipproducenten Intel.

Nogle gange er løsningen på et problem at stirre dig i ansigtet hele tiden. Chipproducenten Intel satser på, at det vil være sandt i kapløbet om at bygge kvantecomputere - maskiner, der skulle tilbyde enorm processorkraft ved at udnytte kvantemekanikkens særheder.

Konkurrenterne IBM, Microsoft og Google udvikler alle kvantekomponenter, der er anderledes end dem, der knuser data i nutidens computere. Men Intel forsøger at tilpasse arbejdshesten på eksisterende computere, siliciumtransistoren, til opgaven.



Intel har et hold af kvantehardwareingeniører i Portland, Oregon, som samarbejder med forskere i Holland på TU Delfts QuTech kvanteforskningsinstitut , under et tilskud på 50 millioner dollar, der blev etableret sidste år. Tidligere på måneden rapporterede Intels gruppe, at de nu kan lægge det ultrarene silicium, der er nødvendigt til en kvantecomputer, på standardwafere, der bruges i chipfabrikker.

Denne strategi gør Intel til en outlier blandt industri- og akademiske grupper, der arbejder med qubits, da de grundlæggende komponenter, der er nødvendige for kvantecomputere, er kendt. Andre virksomheder kan køre kode på prototypechips med flere qubits lavet af superledende kredsløb (se Googles Quantum Dream Machine). Ingen har endnu avanceret silicium-qubits så langt.

En kvantecomputer skal dog have tusinder eller millioner af qubits for at være bredt anvendelig. Og Jim Clarke, der leder Intels projekt som direktør for kvantehardware, hævder, at silicium-qubits er mere tilbøjelige til at nå det punkt (selvom Intel også forsker i superledende qubits). En ting til siliciums favør, siger han: ekspertisen og det udstyr, der bruges til at lave konventionelle chips med milliarder af identiske transistorer, bør gøre det muligt for arbejdet med at perfektionere og opskalere silicium-qubits at udvikle sig hurtigt.

Intels silicium-qubits repræsenterer data i en kvanteegenskab kaldet spin af en enkelt elektron fanget inde i en modificeret version af transistorerne i dens eksisterende kommercielle chips. Håbet er, at hvis vi laver de bedste transistorer, så kan vi med nogle få materiale- og designændringer lave de bedste qubits, siger Clarke.

En anden grund til at arbejde med silicium-qubits er, at de skal være mere pålidelige end de superledende ækvivalenter. Alligevel er alle qubits fejltilbøjelige, fordi de arbejder på data ved hjælp af meget svage kvanteeffekter (se Google-forskere gør kvantekomponenter mere pålidelige).

Den nye proces, der hjælper Intel med at eksperimentere med silicium qubits på standard chip wafers, udviklet med materialeselskaberne Urenco og Air Liquide, burde hjælpe med at fremskynde deres forskning, siger Andrew Dzurak , der arbejder på silicium qubits ved University of New South Wales i Australien. For at komme til hundredtusindvis af qubits skal vi have en utrolig teknisk pålidelighed, og det er halvlederindustriens kendetegn, siger han.

Virksomheder, der udvikler superledende qubits, fremstiller dem også ved at bruge eksisterende chipfremstillingsmetoder. Men de resulterende enheder er større end transistorer, og der er ingen skabelon for, hvordan man fremstiller og pakker dem i stort antal, siger Dzurak.

Chad Rigetti, grundlægger og administrerende direktør for Rigetti Computing, en startup, der arbejder på superledende qubits svarende til dem, Google og IBM udvikler, er enig i, at dette udgør en udfordring. Men han hævder, at hans valgte teknologis forspring vil give rigelig tid og ressourcer til at tackle problemet.

Google og Rigetti har begge sagt, at de i løbet af få år kunne bygge en kvantechip med titusindvis eller hundredvis af qubits, der dramatisk udkonkurrerer konventionelle computere på visse problemer, endda udfører nyttigt arbejde med problemer inden for kemi eller maskinlæring.

skjule