Корпорация Intel в сотрудничестве с QuTech (совместная исследовательская организация TU Delft и Netherlands Organization for Applied Scientific Research) на конференции International Solid-State Circuits Conference 2020 опубликовала работу, посвященную однокристальному чипу Horse Ridge. В статье раскрываются ключевые технические особенности контроллера Horse Ridge и его пригодность для построения масштабируемых, гибких и точных квантовых компьютеров и систем.

Как известно, нынешние квантовые компьютеры от ведущих компаний вроде Google, IBM, Microsoft оперирует памятью в несколько десятков кубит. SoC Intel Horse Ridge спроектирован таким образом, чтобы создавать сложные системы с памятью тысячи кубит и более.

Полное название научной работы звучит «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».

Особенностью чипа Intel Horse Ridge является его нацеленность на работу в условиях сверхнизких температур. Он производится по 22-нм технологическому процессу с использованием полевых транзисторов с вертикальным затвором (FinFET Low Power) и имеет площадь 16 мм².

SoC объединяет четыре радиочастотных (RF) канала, каждый из которых позволяет управлять 32 кубитами при помощи мультиплексирования. Используя эти четыре канала, Horse Ridge может потенциально контролировать до 128 кубитов одним устройством, что существенно сокращает количество кабелей и контрольно-измерительных приборов, требовавшихся ранее.

Intel Horse Ridge поддерживает работу с сверхпроводящими кубитами (трансмонсами – transmons) и спиновыми кубитами. Трансмонсы обычно работают на частоте от 6 до 7 ГГц при температуре близкой к абсолютному нулю (порядка 10–15 мК), тогда как спиновые кубиты — на частоте от 13 ГГц до 20 ГГц и температуре до 1–1,5 К. Для чипа Horse Ridge допустимым значением температуры указано 4 градуса по Кельвину.

Сама квантовая система обычно находится в изолированной камере, которая непроницаема для радиочастотного и теплового излучения. Посредством специальных кабелей она подключается к контроллеру Horse Ridge, который в свою очередь может быть интегрирован с обычными вычислительными компьютерами и сетевыми каналами.

«Мы продолжаем уверенно продвигаться к тому, чтобы сделать коммерчески жизнеспособные квантовые вычисления реальностью в будущем», — рассказал Джим Кларк, директор по квантовому направлению Intel Labs.

Источник:
TechPowerUp