El especialista en computación cuántica EeroQ anunció recientemente la exitosa cinta de su chip Quantum Processing Unit (QPU). Con el nombre en código «Wonder Lake» (lo que hace que parezca que alguien ha estado prestando atención a los nombres en código de Intel), la QPU de Eeroq se grabó en una fundición de fabricación de semiconductores de EE. UU. Debido al uso de un enfoque de fabricación CMOS (Semiconductor de óxido de metal complementario) que bebe profundamente del conocimiento estándar de fabricación de chips, la compañía espera que sus qubits basados en helio resulten mucho más escalables (y, por lo tanto, sostenibles) que otros enfoques de fabricación de qubit.
Los qubits son unidades de computación en el ámbito cuántico que se espera que desbloqueen órdenes de magnitud más potencia de procesamiento en tareas específicas, como problemas de optimización, física de materiales, química y otros.
“Esta arquitectura escalable ha superado las rigurosas comprobaciones de diseño requeridas para la compatibilidad con el proceso de fabricación de chips estándar (CMOS) actual”, dijo Nick Farina, CEO de EeroQ, en una publicación de blog.
Crucialmente, el conteo de qubits de Wonder Lake está dentro del rango más alto que hemos visto hasta ahora; con 2432 qubits de electrones de helio, es uno de los diseños de QPU más densamente poblados. Propuesta inicialmente en 1999, la tecnología cuántica de EeroQ se basa en la cuantificación de espines de electrones aislados suspendidos sobre charcos de helio líquido (eHe).
Imagen 1 de 4
La cuantificación aquí se refiere a «convertirse en qubits», lo que significa que una partícula o material preexistente se ha aprovechado y se ha convertido en una unidad de computación disponible. En este caso, la tecnología aprovecha un efecto conocido como «estados de Rydberg», que traducen el movimiento del electrón suspendido (propiedad conocida como girar en física) en representaciones computables de los 0, 1 y todo lo que está en el medio que permite la computación cuántica.
La forma en que se fabrica la Unidad de procesamiento cuántico (QPU) de EeroQ también es prometedora: aprovecha las décadas de experiencia que la industria de los semiconductores ha tenido con la tecnología CMOS. En la línea de lo que Intel está tratando de hacer con su QPU Tunnel Falls, este enfoque le permite a la compañía aprovechar una tecnología bien entendida que sirve como base para su tecnología. El proceso de fabricación también suena engañosamente simple: las obleas grabadas según las especificaciones de EeroQ pasan por los laboratorios de la empresa, donde se aplica una capa de helio líquido y los electrones se depositan en depósitos grabados específicamente. Con un pequeño golpe magnético, los electrones que flotan sobre la capa de helio (mantenidas en su lugar por los depósitos CMOS) pueden inicializar sus estados de espín. Después de eso, solo es cuestión de activar cualquier carga de trabajo cuántico que pueda caber dentro de los circuitos del chip. De acuerdo con EeroQ, el uso de la tecnología CMOS conducirá eventualmente a errores de puerta cuántica relacionados con la fabricación de solo 0,01%. Llamémoslo rendimiento cuántico.
Por supuesto, no todos los qubits son iguales, por lo que no se pueden comparar con los qubits superconductores de IBM y otros. Por su parte, Eeroq dice que sus qubits de helio-electrón proporcionan un tiempo de espera de coherencia de qubit extremadamente alto de más de 10 segundos con un alto nivel de conectividad de qubit, lo que significa que se pueden construir circuitos de qubit más complejos para acelerar las cargas de trabajo preexistentes o procesar otras nuevas. Además, EeroQ dice que la movilidad de sus qubits a través de la capa de helio les da una reducción del 50% en la sobrecarga para aplicar los mecanismos de corrección de errores.
La corrección de errores se considera el santo grial de la computación cuántica en este momento, y se está realizando un trabajo serio en el campo de la mitigación de errores que esperamos conduzca a la corrección de errores: que EeroQ use esta redacción específica es relevante. Dicho esto, la compañía todavía está buscando extraer la utilidad real de sus QPU basadas en CMOS; por el momento, todavía no han demostrado su diseño de puerta de dos qubits, un trampolín necesario para un futuro posterior a NISQ (Noisy Intermediate-Scale-Quantum).
Como todavía estamos en la infancia de la computación cuántica, no se trata de una discusión sobre la calidad de los qubits y qué tecnología es la mejor; en cambio, es un reconocimiento de que existen grandes diferencias entre los enfoques de qubit. Pero parece que el llamado a la fama de Wonder Lake no se queda ahí; la compañía llamó la atención sobre la eficiencia de su chip: una elección de diseño tallada en piedra tan pronto como la elección de qubit y el diseño de ingeniería.
“Hay dos partes particularmente desafiantes para hacer una computadora cuántica útil: puertas cuánticas de alta calidad y un camino hacia la escala”, escribe Farina en el blog de EeroQ. “Con nuestro último trabajo, estamos orgullosos de unirnos a las filas de liderazgo en escalabilidad. Junto con los avances recientes en la mitigación de errores y algoritmos más eficientes, podemos ver que el futuro cuántico comercial se une antes de lo esperado, liderado por la capacidad de aprovechar nuestra ventaja arquitectónica para escalar rápidamente”.
Como dice EeroQ, su principal ventaja es que pensaron en su tecnología de computación cuántica al revés, enfocándose en lograr una interacción de muchos qubits antes de intentar extraer utilidad de los recursos informáticos limitados (generalmente puertas de uno o dos qubits) que podrían físicamente. explorar. Ese enfoque en escalar permitió a la compañía construir una solución cuántica que requiere solo 30 líneas de control por chip, una reducción marcada en la complejidad de control necesaria, por ejemplo, en sistemas qubit superconductores. Eso, a su vez, permitirá ahorrar costos en el costo del área de cómputo y cuán costoso es el sistema de control.