Intel Horse Ridge: čip pro zkrocení kvantového počítače

Jak už jsme se dozvěděli, Horse Ridge je SoC řídící qubity v kvantových počítačích, přičemž Intel tento čip vyrábí pomocí svého procesu 22FFL a ten s pomocí rádiových technologií dokáže řídit až 128 qubitů v jednom zařízení. Představen byl nyní v San Francisku na International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) a zveřejněna byla i výzkumná práce od Intel Labs a QuTech s názvem ‘A Scalable Cryo-CMOS 2-to-20GHz Digitally Intensive Controller for 4×32 Frequency Multiplexed Spin Qubits/Transmons in 22nm FinFET Technology for Quantum Computers’

 

 

Malý Horse Ridge tak dokáže nahradit velkou a složitou elektroniku a změť vodičů, což má hlavní význam ne kvůli šetření místem či zjednodušení designu, ale kvůli tomu, že je pak jednodušší udržovat samotné qubity ve velice nízkých teplotách. I proto se o Horse Ridge mluví jako o kryogenickém čipu, který na ploše 4 x 4 mm integruje paměť SRAM, digitální jádro a analogové/RF obvody. 

 

Intel nám tak potvrdil, že pro jeho výrobu používá už starší proces 22FFL CMOS a uvádí, že jeden čip nabízí čtyři RF kanály a každý z těchto kanálů zvládne díky frekvenčnímu multiplexingu ovládat 32 qubitů. Frekvenční spektrum je tak rozděleno do 32 nepřekrývajících se pásem, z nichž každé nese vlastní signál. I to pak značně zjednodušuje počet potřebných vodičů a zvyšuje možnosti škálování. 

 

Nicméně to přináší své problémy, které vznikají především kvůli chybám pramenícím z fázového posunu, takže vznikají přeslechy. Nutné je tak každé pásmo přesně vyladit pro každý jednotlivý qubit. 

 

 

Výhoda Horse Ridge také spočívá ve schopnosti pokrýt široké frekvenční rozpětí a to umožní ovládat oba typy qubitů, s nimiž Intel pracuje. Jde jednak o supravodivé qubity (transmons) a pak spinové qubity. První pracují typicky s frekvencí 6 až 7 GHz a druhé pak při 13 až 20 GHz a také nabízí možnost fungovat při teplotách až 1 K. To je sice pouhý stupeň nad absolutní nulou, ale i to umožní, aby qubity fungovaly společně s řídicí elektronikou v rámci jednoho pouzdra. 

 

Intel je tak díky tomu na cestě k vytvoření prakticky skutečně využitelného kvantového počítače, který se bude muset skládat alespoň z několika tisíc qubitů. S takovou výbavou by se možná už dalo dosáhnout kvantové nadvlády, respektive alespoň praktické využitelnosti, a tím i možnosti kvantové počítače (relativně) běžně nabízet na trhu. 

 

Zdroj: TZ Intel