Специалисты Intel Labs и QuTech — совместного предприятия Делфтского университета и Нидерландской организации прикладных научно-технических исследований — представили технический дизайн первого в своем роде криогенного чипа для квантовых вычислений во время выступления на международной конференции ISSCC 2020 в Сан-Франциско.
Horse Ridge работает при криогенных температурах, облегчает контроль за электроникой и элегантно решает задачи масштабирования и управления большими квантовыми системами.
Проблема квантовых вычислений в том, что сейчас они работают только при температурах, близких к точке замерзания. Современные квантовые системы используют небольшое число кубитов — единиц квантовой информации — и окружены сложными взаимосвязанными механизмами. Задача Horse Ridge — свести к минимуму эту сложность.
Дизайн этой однокристальной системы, разработанный при помощи 22-нм технологии FinFET Low Power CMOS, интегрирует в одно устройство четыре радиочастотных канала. Каждый из них способен контролировать до 32 кубитов благодаря частотному разделению каналов, то есть совокупно система может управлять 128 кубитами.
Также Intel оптимизировала технологию мультиплексирования, которая позволяет системе снижать ошибки от фазового сдвига — феномена, который происходит во время работы с большим количеством кубитов на разных частотах.
Кроме того, Horse Ridge может контролировать как сверхпроводящие, так и спиновые кубиты. Первые обычно действуют на частоте 6 — 7 ГГц, вторые 12 — 20 ГГц.
Миниатюрный чип квантовой коммуникации, способный обеспечить тот же уровень безопасности при передаче данных, что и существующие аналоги, разработали в Сингапуре. Он достаточно мал, чтобы его можно было встроить в смартфон.
