211service.com
Intel wedt dat het alledaagse silicium kan veranderen in het wondermateriaal van Quantum Computing
Onderzoekers van de TU Delft gebruiken dit soort apparatuur om quantumcomputers te testen bij superkoele temperaturen, in samenwerking met chipmaker Intel.
Soms is de oplossing voor een probleem je de hele tijd in het gezicht staren. Chipmaker Intel gokt erop dat dit waar zal zijn in de race om kwantumcomputers te bouwen - machines die een enorme verwerkingskracht zouden moeten bieden door gebruik te maken van de eigenaardigheden van de kwantummechanica.
Concurrenten IBM, Microsoft en Google ontwikkelen allemaal kwantumcomponenten die verschillen van de componenten die gegevens verwerken in de computers van vandaag. Maar Intel probeert het werkpaard van bestaande computers, de siliciumtransistor, voor deze taak aan te passen.
Intel heeft een team van kwantumhardware-ingenieurs in Portland, Oregon, die samenwerken met onderzoekers in Nederland, van de TU Delft QuTech quantum onderzoeksinstituut , onder een subsidie van $ 50 miljoen die vorig jaar werd ingesteld. Eerder deze maand meldde Intel's groep dat ze nu het ultrazuivere silicium dat nodig is voor een kwantumcomputer op de standaardwafels die in chipfabrieken worden gebruikt, kunnen aanbrengen.
Deze strategie maakt Intel een uitbijter onder de industrie en academische groepen die werken aan qubits, zoals de basiscomponenten die nodig zijn voor kwantumcomputers bekend zijn. Andere bedrijven kunnen code uitvoeren op prototype-chips met verschillende qubits gemaakt van supergeleidende circuits (zie Google's Quantum Dream Machine). Niemand heeft siliciumqubits tot nu toe zo ver ontwikkeld.
Een kwantumcomputer zou echter duizenden of miljoenen qubits moeten hebben om algemeen bruikbaar te zijn. En Jim Clarke, die het project van Intel leidt als directeur van kwantumhardware, stelt dat siliciumqubits eerder dat punt zullen bereiken (hoewel Intel ook wat onderzoek doet naar supergeleidende qubits). Eén ding is in het voordeel van silicium, zegt hij: de expertise en apparatuur die wordt gebruikt om conventionele chips met miljarden identieke transistors te maken, moet het mogelijk maken om snel vooruitgang te boeken met het perfectioneren en opschalen van siliciumqubits.
Intel's siliciumqubits vertegenwoordigen gegevens in een kwantumeigenschap genaamd de spin van een enkel elektron gevangen in een aangepaste versie van de transistors in de bestaande commerciële chips. De hoop is dat als we de beste transistors maken, we met een paar materiaal- en ontwerpwijzigingen de beste qubits kunnen maken, zegt Clarke.
Een andere reden om aan siliciumqubits te werken, is dat ze betrouwbaarder zouden moeten zijn dan de supergeleidende equivalenten. Toch zijn alle qubits foutgevoelig omdat ze op gegevens werken met behulp van zeer zwakke kwantumeffecten (zie Google-onderzoekers maken kwantumcomponenten betrouwbaarder).
Het nieuwe proces dat Intel helpt te experimenteren met siliciumqubits op standaard chipwafers, ontwikkeld met de materiaalbedrijven Urenco en Air Liquide, zou het onderzoek moeten helpen versnellen, zegt hij. Andrew Dzurak , die werkt aan siliciumqubits aan de Universiteit van New South Wales in Australië. Om tot honderdduizenden qubits te komen, hebben we ongelooflijke technische betrouwbaarheid nodig, en dat is het kenmerk van de halfgeleiderindustrie, zegt hij.
Bedrijven die supergeleidende qubits ontwikkelen, maken ze ook met behulp van bestaande chipfabricagemethoden. Maar de resulterende apparaten zijn groter dan transistors, en er is geen sjabloon om ze in grote aantallen te produceren en te verpakken, zegt Dzurak.
Chad Rigetti, oprichter en CEO van Rigetti Computing, een startup die werkt aan supergeleidende qubits die vergelijkbaar zijn met de qubits die Google en IBM ontwikkelen, is het ermee eens dat dit een uitdaging vormt. Maar hij stelt dat de voorsprong van zijn gekozen technologie voldoende tijd en middelen zal opleveren om het probleem aan te pakken.
Google en Rigetti hebben allebei gezegd dat ze in slechts een paar jaar een kwantumchip met tientallen of honderden qubits kunnen bouwen die op bepaalde problemen dramatisch beter presteren dan conventionele computers, en zelfs nuttig werk kunnen doen aan problemen in de chemie of machine learning.