Intel – der weltweit größte Hersteller von Computerchips – freigegeben hat seinen neuesten Quantenchip und hat damit begonnen, ihn an Quantenwissenschaftler und -ingenieure zur Verwendung in deren Forschung auszuliefern. Der Chip mit dem Namen Tunnel Falls enthält ein 12-Qubit-Array und basiert auf der Silizium-Spin-Qubit-Technologie.
Die Verteilung des Quantenchips an die Quantengemeinschaft ist Teil von Intels Plan, Forschern die Möglichkeit zu geben, praktische Erfahrungen mit der Technologie zu sammeln und gleichzeitig neue Quantenforschung zu ermöglichen.
Zu den ersten Quantenlabors, die Zugriff auf den Chip erhielten, gehören die University of Maryland, die Sandia National Laboratories, die University of Rochester und die University of Wisconsin-Madison.
Der Tunnel Falls-Chip wurde auf 300-mm-Siliziumwafern in Intels „D1“ hergestellt. Transistorfertigungsanlage in Oregon, das extreme Ultraviolett-Lithographie (EUV) sowie Gate- und Kontaktverarbeitungstechniken durchführen kann.
Silizium-Spin-Qubits funktionieren, indem sie Informationen im Aufwärts- oder Abwärtsspin eines einzelnen Elektrons kodieren, wodurch jedes Qubit-Gerät im Wesentlichen ein Einzelelektronentransistor ist, der mithilfe der Standard-CMOS-Verarbeitung hergestellt werden kann.
Die hohe Qualität des Herstellungsprozesses führt zu einer Ausbeute von 95 % über den gesamten Wafer, ähnlich einem CMOS-Logikprozess, wobei jeder Wafer über 24 Quantenpunktgeräte bereitstellt.
Aufholen
In den letzten Jahren ist Intel hinter Konkurrenten wie IBM und Google zurückgefallen, die über Quantenprozessoren mit bis zu 433 Qubits verfügen. Dennoch ist Intel davon überzeugt, dass Silizium-Spin-Qubits aufgrund ihrer Skalierbarkeit anderen Qubit-Technologien überlegen sind. Da der Chip etwa die Größe eines Transistors hat, ist er etwa 50 x 50 nm groß und damit bis zu eine Million Mal kleiner als andere Qubit-Typen.
Intel investiert in Lithographie im extremen Ultraviolett
James Clarke, Direktor für Quantenhardware bei Intel, bezeichnet die Veröffentlichung des neuen Chips als den nächsten Schritt in Intels langfristiger Strategie zum Aufbau eines kommerziellen Full-Stack-Quantencomputersystems. Er sagt, dass es zwar noch Herausforderungen gebe, die auf dem Weg zu einem fehlertoleranten Quantencomputer gelöst werden müssten, die akademische Gemeinschaft jedoch diese Technologie erforschen und die Forschungsentwicklung beschleunigen könne.
Intel plant nun, den Chip mit dem sogenannten Full-Stack-Kommerziell-Quantencomputersystem zu integrieren Intel Quantum Software Development Kit (SDK). Ein auf Tunnel Falls basierender Quantenchip der nächsten Generation befindet sich bereits in der Entwicklung und wird voraussichtlich im nächsten Jahr auf den Markt kommen.
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- Quelle: https://physicsworld.com/a/intel-releases-12-qubit-silicon-quantum-chip-to-the-quantum-community/
