Das Nano-Tech-Startup Diraq hat in Zusammenarbeit mit dem IMEC des Europäischen Instituts gezeigt, dass seine Quantenchips auf Siliziumbasis bei der Herstellung in einer Standard-Fertigungsumgebung eine hohe Genauigkeit beibehalten, eine Entwicklung zur Erstellung von Quantencomputern. Die Zusammenarbeit zwischen dem UNSW Sydney -Startup und dem Nanoelektronikinstitut Interuniversity Microelectronics Center (IMEC) zeigte, dass Diraqs Quantenchips mit der gleichen Zuverlässigkeit bei der gleichen Zuverlässigkeit funktionieren, wenn sie auf einer kommerziellen Halbleiter -Chip -Fertigungslinie unter den experimentellen Bedingungen eines UNSW -Forschungslabors produziert werden. In einem in der Zeitschrift veröffentlichten Papier Natur Am 24. September berichteten die Teams, dass Geräte, die von Diraq entworfen und von IMEC hergestellt wurden, eine Treue von über 99 Prozent an Operationen erzielten, an denen zwei Quantenbits oder „Qubits“ beteiligt waren. Andrew Dzurak, ein UNSW-Ingenieurprofessor und der Gründer und CEO von Diraq, erklärte, dass vor dieser Arbeit nicht festgestellt worden sei, ob die Laborbasis von Prozessoren in einer Produktionsumgebung repliziert werden könne. „Bisher war nicht nachgewiesen worden, dass die Labor -Basis der Prozessoren – die Genauigkeit in der Quantum Computing -Welt – in eine Fertigungsumgebung übersetzt werden könnte“, sagte Dzurak. Er erklärte, dass die Ergebnisse der Zusammenarbeit mit IMEC diese Unsicherheit beseitigen. „Jetzt ist klar, dass die Chips von Diraq vollständig mit Herstellungsprozessen kompatibel sind, die es seit Jahrzehnten gibt.“ Dieses Ergebnis ist ein Schritt in Richtung der Quantenprozessoren von Diraq, die so genannte Nutzskala erreicht. Dieser Begriff beschreibt den Punkt, an dem der kommerzielle Wert eines Quantencomputers seine Betriebskosten übertrifft. Das Erreichen dieses Ziels ist eine wichtige Metrik, die von der Quantum Benchmarking Initiative festgelegt wurde, ein Programm, das von der United States ‚Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) betrieben wird. Die Initiative soll bewerten, ob Diraq und 17 andere teilnehmende Unternehmen den Schwellenwert im Versorgungsmaßstab erfüllen können. Um Probleme zu lösen, die über die Kapazität der fortschrittlichsten Hochleistungscomputer von heute hinausgehen, müssen Quantencomputer im Dienstprogramm Quanteninformationen mithilfe von Millionen von Qubits speichern und manipulieren. Diese große Anzahl ist erforderlich, um die mit dem fragilen Quantenzustand verbundenen inhärenten Fehler zu überwinden. „Erzielen der Nutzungsskala in Quantencomputern Scharnieren auf der Suche nach einer kommerziell praktikablen Möglichkeit zur Herstellung von Quantenbits mit hoher Fidelität im Maßstab“, kommentierte Dzurak. Die Notwendigkeit einer kostengünstigen, großflächigen Produktion von Qubits mit hohem Fidelity ist eine zentrale Herausforderung auf diesem Gebiet. Silizium hat sich als führendes Material zum Konstruktion von Quantencomputern entwickelt, da es die Integration von Millionen von Qubits in einen einzelnen Chip ermöglicht. Dieses Material arbeitet auch mit der vorhandenen Billionen-Dollar-Mikrochip-Industrie zusammen und verwendet dieselben Methoden, die Milliarden von Transistoren auf modernen Computerchips einbringen. „Die Zusammenarbeit von Diraq mit IMEC macht deutlich, dass durch Siliziumbasis anhand von Quantencomputern durch die Nutzung der reifen Halbleiterindustrie ein kosteneffizienter Weg zu Chips mit Millionen von Qubits eröffnet wird und gleichzeitig die Neigung maximiert“, sagte Dzurak. Diraq hatte zuvor gezeigt, dass Qubits, die in einem akademischen Labor hergestellt wurden, bei der Durchführung von Zwei-Qubit-Logik-Toren eine Hochtreue erzielen könnten, bei denen es sich um grundlegende Bausteine für zukünftige Quantencomputer handelt. Eine verbleibende Frage war, ob dieses Niveau der Treue reproduziert werden konnte, wenn Qubits in einer Halbleiter -Gießerei -Umgebung hergestellt wurden. „Unsere neuen Erkenntnisse zeigen, dass die Siliziumqubits von Diraq unter Verwendung von Prozessen hergestellt werden können, die bei Halbleiter -Gießereien häufig verwendet werden, um die Schwelle für die Verwerfungstoleranz auf eine Art und Weise zu erfüllen, die kostengünstig und branchenverfasst ist“, stellte Dzurak fest. Vor dieser Leistung hatten Diraq und IMEC bereits gezeigt, dass Qubits, die mit CMOS-Prozessen hergestellt wurden-dieselbe Technologie, die zum Aufbau alltäglicher Computerchips verwendet wurde-mit einer Genauigkeit von 99,9 Prozent Ein-Qubit-Operationen durchführen konnten. Die komplexeren Zwei-Qubit-Operationen, die für die Erreichung der Versorgungsskala von entscheidender Bedeutung sind, war jedoch noch nicht mit der erforderlichen Treue nachgewiesen worden. Die erfolgreiche Demonstration der Zwei-Qubit-Treue befasst sich mit diesem spezifischen technischen Meilenstein. „Diese jüngste Leistung legt den Weg für die Entwicklung eines vollständig fehlertoleranten, funktionalen Quantencomputers frei, der kostengünstiger ist als jede andere Qubit -Plattform“, sagte Dzurak.
