Intel продолжает развивать квантовые процессоры, сегодня компания анонсировала Tunnel Falls – чип с 12 спиновыми кубитами. Кажется вроде бы немного, поскольку другие производители уже представили квантовые чипы с несколькими десятками кубитов, а в будущем планируют увеличить их число до нескольких сотен и даже тысяч.
Но Intel выбрала другой подход: спиновые кубиты могут работать при температуре 1 K, в то время как суперпроводящие кубиты требуют 20 мК, что в 50 раз ниже и во много раз дороже. Охлаждать требуется только кубиты, поэтому другие компоненты квантовых компьютеров располагаются вне контура охлаждения, что тоже не самый лучший вариант. Со спиновыми кубитами остальные компоненты могут быть ближе к кубитам, что уменьшает сложность. В качестве контроллера подобных решений был разработан Horse Ridge.
Но у Tunnel Falls есть еще одно преимущество: Intel перешла на проверенный временем техпроцесс CMOS. Здесь используются 300-мм подложки и производство на заводе F1 в Хилсборо (около Портленда) – то есть создавать полностью новое производство не требуется. Используется, в том числе, литография с экстремально глубоким ультрафиолетом (EUV).
Доля выхода годных кристаллов квантовых чипов достигла 95%, то есть из каждой подложки удается произвести 24.000 квантовых точек. Полное тестирование подложки выполняется специальной установкой в криогенной камере при температуре 1,6 К. На полный тест подложки уходит 24 часа.
Силиконовый спиновый кубит представляет собой изолированный электрон в квантовой точке под затвором транзистора. Для управления ориентацией кубита используется электромагнитное поле. Соседние кубиты могут взаимодействовать друг с другом. В составе процессора Tunnel Falls как раз 12 таких кубитов. Размер одной квантовой точки – 50 нм, поэтому Intel считает, что может в будущем значительно увеличить количество кубитов.
Квантовый процессор Tunnel Falls Intel разрабатывала совместно с Laboratory for Physical Sciences (LPS) в Мэрилендском университете в Колледж-Парке и College Park's Qubit Collaboratory (LQC). Оба исследовательских института готовят программное и аппаратное обеспечение, чтобы к проекту могли присоединиться и другие исследовательские организации.
Конечно, важно не только аппаратное, но и программное обеспечение. По этой причине Intel представила SDK 1.0 в начале года.