Подписаться на новости SCDAILY 

  • Yulia Mi

Компания Intel готова к производству кремниевых пластин с квантовыми кристаллами

Массовое производство приборов на основе квантовых кристаллов может фундаментально изменить наш взгляд на обычный кремний. И хотя нет необходимости заменять традиционные электронные приборы, квантовые технологии позволят решить множество сложных проблем, которые в настоящее время даже невозможно осознать.



Обычные компьютеры сохраняют и используют данные в бинарном коде, оперируя битами, которые принимают значение либо 0, либо 1. Квантовый компьютер использует квантовые биты или «кубиты», которые способны представлять данные в более, чем одном состоянии одновременно. Это позволяет обрабатывать информацию совершенно иным способом, и для произведения параллельных вычислений требуется такое же время, как для проведения одного из них.


Квантовые компьютеры долгое время были лишь научной диковинкой, было предпринято огромное количество попыток сделать возможным использование квантовой обработки информации. В настоящее время квантовой технологией заинтересовались сразу несколько крупных компаний: Intel, Google, IBM, Microsoft. «Мы вытащим квантовый компьютер из университетских стен в полупроводниковое производство», - говорит Джим Кларк, директор квантовой аппаратуры в Intel.


В октябре 2017 года компания Intel сделала свой первый шаг к коммерциализации квантовых компьютеров. Инженерами компании был разработан и произведен чип, который смог обрабатывать 17 сверхпроводящих кубитов, Для его производства специалистам пришлось адаптировать дизайн существующего 300-нм флип-чип процессора. Поскольку сверхпроводящие кубиты стабильны только при экстремально низких температурах, исследователям пришлось модифицировать материалы, дизайн схемы и взаимодействий между различными компонентами.


Спустя два месяца в начале 2018 года компания Intel снова анонсировала производство нового тестового чипа уже из 49 кубитов. После чего компания сфокусировалась на исследовании технологии производства спиновых кубитов вместо сверхпроводящих. Спиновые кубиты не такие чувствительные к температуре, и могут работать при температуре 1 К (для сравнения сверхпроводящие кубиты необходимо охлаждать до 20 мК, то есть в 50 раз сильнее). Сейчас компания Intel готова производить до 5-ти кремниевых пластин еженедельно, содержащих до 26-ти кубитов. Это означает, что количество квантовых приборов будет расти. Кроме того, можно ожидать уверенного роста количества кубитов на один чип в ближайшие несколько лет.


В своем интервью Джим Кларк сообщил, что технология, используемая для производства небольших чипов сейчас может быть впоследствии масштабирована для производства чипов с количеством кубитов более 1000. В настоящий момент каждая пластина, сделанная с использованием квантовых точек, должна быть аккуратно разрезана так, чтобы каждый чип заканчивался на соответствующем ему количестве кубитов. В связи с неоднородностями и физическими ограничениями чипы могут содержать 3, 7, 11 или 26 кубитов. Однако компания Intel планирует активно развивать квантовую технологию в ближайшие годы. Сравнив рост количества транзисторов с момента производства первой интегральной схемы, Джим Кларк оптимистично заявил, что для достижения 1 миллиона кубитов на чип понадобится всего лишь 10 лет.

#кубиты #квантовыйкомпьютер #спиновыекубиты