Fransız araştırma kurumları CEA ve C12 Quantum Electronics duyurdu yeni bir kuantum bilgisayar tasarımı. Kuantum için sadece gofret ölçekli bir motor olarak tanımlanabilecek bir motor. CMOS üretim tekniklerine bir yaklaşımla ve CEA’lar tarafından desteklenmektedir. 5 milyar dolarlık yıllık finansman, şirketler, bir seferde 200 mm (7,9 inç) bir gofret olan ölçekte karbon nanotüp tabanlı kübitler üretmeyi hedefliyor. Sonuç olarak, transistör yoğunluğu artık kendisini kuantum yoğunluğuna paralel olarak görmektedir.
Transistör üretimine şu ya da bu şekilde yaklaşmayı amaçlayan başka kuantum hesaplama tasarımları da var. Buradaki fikir, kübit üretimi, mevcut silikon hedefli süreçlerle (TSMC’nin 4N veya Intel 7’dekiler gibi) ne kadar uyumlu olursa, o kadar verimli üretilebilir ve ölçeklenebilir olabilir.
Ancak sunulan tasarımların hiçbiri 200 mm’lik bir gofret ölçeğinin tamamı için değildi. içinde olduğunu söylüyor 599,9 milyar dolar değerinde yarı iletken pazarında, yalnızca Cerebras bir gofret ölçeği çipi üretmeyi kabul etti. Böyle bir tasarımdaki zorluklar muazzamdır, ancak C12, 2024 yılına kadar çalışan, nihai bir gofret ölçeği prototipine sahip olmayı umuyor.
CEA-Leti laboratuvarının CEO’su Sébastien Dauvé, “Kuantum teknolojisi, gelecek bilgi işlem nesli için büyük umut vaat ediyor, ancak yine de qubit yongaları üretmek için önemli gelişimsel zorluklarla karşı karşıya” dedi. “Yerleşik CMOS teknolojilerini C12’nin karbon nanotüpleri kullanan orijinal yaklaşımıyla birleştirmek, kuantum hesaplamayı ticarileştirmeye ve bu çipleri ölçekte üretmeye yönelik ilerlemeyi hızlandırabilir.”
C12 kendinden emin: teknolojileri, yarı iletken bir cihazınkine yaklaşan ve “kuantum hesaplama için ölçeklenebilir ve ultra uyumlu bir platform” sağlayacak olan üretim kolaylığına (kuantum hesaplamaya yönelik daha egzotik yaklaşımlara göre) izin veriyor. C12’nin CEO’su ve kurucu ortağı Pierre Desjardins, nihai amacın “akademik bir fabrika sürecini endüstriyel düzeyde bir yarı iletken fabrika sürecine aktarmak” olduğunu söyledi.
Şirket, saatte binlerce kübit üretebileceğini ve sonuçta gofret boyutundaki kuantum hesaplama çipi başına “yüz binlerce” kübit sırasına göre yoğunluklara ulaşabileceğini söylüyor. Şirketin ilk tasarım hedefi, bir milyon kübitlik kuantum bilgisayarı sunmaya odaklanmaktı. Belki de nihayetinde tek bir gofret içinde teslim edilmesi gerekmez.
C12’ler kübit tasarımı şirketin saflık seviyelerini garanti altına almak için tesislerinde yaptığı ultra saf karbon nanotüplerin büyümesiyle başlar. Daha sonra, kimyasal buhar biriktirme yoluyla, karbonun C12 izotopları, nanotüp yapısını oluşturmak için titizlikle – atom atomu – yerleştirilir.
Kaçınılmazdır çünkü nanotüplerde başka herhangi bir izotopun (veya atomik parçacığın) varlığı, bunların etkileşime girmesine yol açacaktır. Bu da, kubitlerin tamamen çökmesine, hesaplamalarda hatalara veya iş yüklerinin kesintiye uğramasına yol açabilecek kuantum makineleri içindeki birincil bozulma kaynaklarından biri olan korkunç “dönüş gürültüsünü” artıracaktır. Bu yüzden nanotüpleri herhangi bir yerde kullanmadan önce, invaziv olmayan kirlilikler için onları taradılar. Yalnızca %99 saflığa sahip olanlar (yani %99 C12 karbon izotopu içerirler) bir sonraki adıma geçebilir.
Karbon tüpler daha sonra titizlikle yarı iletken imalat endüstrisi tarafından büyük ölçeklerde üretilen IC çiplerine yerleştirilir. Karbon nanotüpler, bir dizi kapı elektrotunun üzerinde asılı durur ve optimum çevresel izolasyon sağlar. “Şarj ve mekanik gürültüden kaynaklanan uyumsuzluğu büyük ölçüde azaltıyor.” Yeni, mikrodalga tabanlı bir regülatör, sistemdeki kübitlerin istendiği gibi birbirleri arasında bağlanmasına izin veriyor. Aynı zamanda, kübitlerin durumlarındaki değişikliklerin çevresel müdahalesini azaltırken performansı artırır.
Yarı iletken endüstrisinden zaten bol miktarda ilham alan bu gofret ölçekli bilgi işlem çiplerinden ikisinin daha sonra bir ağ çözümü (belki de fotonik tabanlı) aracılığıyla ölçeklenebileceği düşüncesi, sonraki en az dirençli yol gibi görünüyor.
Duyurunun çalışan bir prototipten önce geldiğini hatırlamalıyız – ancak gerçek donanım testi zaten çalıştıktan sonra. Bugün, IBM’in Eagle kuantum bilgisayarı 127 kübit sayıyor ve IBM daha önce 2030 yılına kadar bir milyon kübit yoğunluğa ulaşacağını söylemişti. Dolayısıyla, CEA ve C12’nin 2024 için beklenen milyon kübitlik prototipiyle, özellikle bu alanda bir kutup pozisyonu için gerçek bir rakip var. yarış. Ancak bir kuantum bilgisayar sisteminin performansından birçok ölçüm sorumludur ve diğer şirketler (benzersiz derecede zengin Microsoft gibi) kesinlikle yarıştadır.
