Intel revela controlador quântico criogênico Horse Ridge II para tornar mais fácil computadores quânticos poderosos

A Intel revelou hoje o controlador Horse Ridge II em um evento virtual, apelidado de movimento em direção à computação quântica escalável. A primeira versão deste SoC criogênico foi introduzida há exatamente um ano. Diz-se que o novo desenvolvimento torna a construção de computadores quânticos multi-qubit ainda mais fácil, mais barato e mais gerenciável.

Controlador Criogênico Horse Ridge de primeira geração. Fonte da imagem: Intel

O controlador Horse Ridge II, como seu predecessor, é fabricado usando o processo econômico FinFET (22FFL) de 22 nm da Intel. Seu objetivo é colocar os circuitos eletrônicos que controlam os qubits o mais próximo possível dos próprios qubits. Para fazer isso, o controlador deve permanecer operacional nas mesmas baixas temperaturas em que os qubits funcionam. Simplificando, seu lugar é em uma geladeira com qubits, onde a temperatura de operação tende a zero absoluto.

Hoje, os sistemas quânticos criogênicos de qubit operam em temperaturas tão baixas quanto uma fração de Kelvin. Portanto, todos os eletrônicos de controle estão localizados fora do sistema criogênico e centenas ou mais cabos coaxiais vão para o refrigerador, o que é muito difícil de dimensionar. Instalar um controlador qubit dentro de uma geladeira é um grande desafio para a Intel e outros pesquisadores em um futuro próximo. Sua solução está próxima, mas não hoje.

Célula de silício com um qubit de rotação em uma borracha de lápis. Fonte da imagem: Intel

O controlador Horse Ridge II opera a uma temperatura de pelo menos 4 K (-269,15 ° C). Mas isso não é crítico para a Intel, a empresa está desenvolvendo os chamados spin qubits – elétrons presos em armadilhas que já podem operar a uma temperatura de 1,6 K. Portanto, é tarefa específica da Intel trazer as temperaturas operacionais dos spin qubits e dos controladores Horse Ridge X que os controlam mais perto do momento, quando eles podem ser colocados em uma geladeira comum.

O controlador Horse Ridge II é uma versão aprimorada e aprimorada do controlador Horse Ridge. “Horse Ridge II oferece suporte a recursos avançados e níveis mais elevados de integração para lidar com um sistema quântico com elegância. Os novos recursos incluem a capacidade de manipular e ler os estados dos qubits, bem como controlar o potencial [controle de tensão] de várias portas necessárias para enredar vários qubits ”, disse a empresa em um comunicado à imprensa.

O controlador Horse Ridge foi capaz de controlar o estado dos qubits criogênicos usando pulsos de radiofrequência que ele gerou (128 qubits foram controlados por um controlador). Horse Ridge II adicionou mais dois recursos a esses recursos. Primeiro, é a capacidade de ler o estado atual do qubit, que é detectado com baixa latência diretamente no chip, sem armazenar grandes quantidades de dados, o que economiza memória e energia.

Um elemento típico de um computador quântico baseado em qubits criogênicos. Fonte da imagem: 3DNews

Em segundo lugar, o controlador Horse Ridge II implementa “pulsação multiválvula” ao mesmo tempo em que aciona várias portas criogênicas, que fornecem tanto a leitura de vários qubits de uma vez quanto o emaranhamento desse conjunto.

A empresa não forneceu mais detalhes sobre o controlador Horse Ridge II. O relatório completo é esperado na próxima conferência do ISSCC em fevereiro de 2021.