De Nano-Tech Startup Diraq heeft, in samenwerking met het European Institute IMEC, aangetoond dat zijn siliconen gebaseerde kwantumchips een hoge nauwkeurigheid behouden wanneer geproduceerd in een standaard productie-setting, een ontwikkeling voor het levensvatbaar maken van kwantumcomputers. De samenwerking tussen de UNSW Sydney Startup en het Nano -Electronics Institute InterUiversity Microelectronics Center (IMEC) toonde aan dat de kwantumchips van Diraq functioneren met dezelfde betrouwbaarheid wanneer geproduceerd op een commerciële semiconductorchip -fabricagelijn zoals ze doen binnen de experimentele omstandigheden van een UNSW -onderzoekslaboratorium. In een paper gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Op 24 september meldden de teams dat apparaten ontworpen door Diraq en gefabriceerd door IMEC een trouw van meer dan 99 procent behaalden in operaties met twee kwantumbits of ‘qubits’. Andrew Dzurak, professor uit de UNSW engineering en de oprichter en CEO van Diraq, verklaarde dat voorafgaand aan dit werk niet was vastgesteld of de lab-gebaseerde betrouwbaarheid van processors kon worden gerepliceerd in een productieomgeving. “Tot nu toe was niet bewezen dat de lab -gebaseerde betrouwbaarheid van de processors – wat betekent dat de nauwkeurigheid in de kwantumcomputerwereld betekent – kon worden vertaald naar een productieomgeving,” zei Dzurak. Hij legde uit dat de resultaten van de samenwerking met IMEC deze onzekerheid verwijderen. “Nu is het duidelijk dat de chips van Diraq volledig compatibel zijn met productieprocessen die al tientallen jaren bestaan.” Dit resultaat is een stap in de richting van de kwantumverwerkers van Diraq die bereiken wat bekend staat als utility -schaal. Deze term beschrijft het punt waarop de commerciële waarde van een kwantumcomputer zijn operationele kosten overtreft. Het bereiken van dit doel is een belangrijke statistiek die is vastgesteld door het Quantum Benchmarking Initiative, een programma dat wordt beheerd door het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) van de Verenigde Staten. Het initiatief is ontworpen om te evalueren of Diraq en 17 andere deelnemende bedrijven kunnen voldoen aan de drempel voor nutsschaal. Om problemen op te lossen die verder gaan dan de capaciteit van de meest geavanceerde high-performance computers, moeten kwantumcomputers op hulpprogramma-schaal kwantuminformatie opslaan en manipuleren met behulp van miljoenen qubits. Dit grote aantal is vereist om de inherente fouten te overwinnen die zijn geassocieerd met de fragiele kwantumtoestand. “Het bereiken van nutsschaal in kwantum computing hangt af van het vinden van een commercieel levensvatbare manier om op schaal met hoge fidelity kwantumbits te produceren,” merkte Dzurak op. De noodzaak voor kosteneffectieve, grootschalige productie van high-fidelity qubits is een centrale uitdaging in het veld. Silicium is naar voren gekomen als een toonaangevend materiaal voor het bouwen van kwantumcomputers omdat het de integratie van miljoenen qubits op een enkele chip mogelijk maakt. Dit materiaal werkt ook met de bestaande microchipindustrie van biljoen dollar, met behulp van dezelfde methoden die miljarden transistors plaatsen op moderne computerchips. “De samenwerking van Diraq met IMEC maakt duidelijk dat op silicium gebaseerde kwantumcomputers kunnen worden gebouwd door gebruik te maken van de volwassen halfgeleiderindustrie, die een kosteneffectieve route opent naar chips die miljoenen qubits bevatten, terwijl ze nog steeds de trouw maximaliseren,” zei Dzurak. Diraq had eerder aangetoond dat qubits die in een academisch laboratorium zijn gefabriceerd, hoge trouw konden bereiken bij het uitvoeren van twee-qubit logische poorten, die fundamentele bouwstenen zijn voor toekomstige kwantumcomputers. Een resterende vraag was of dit niveau van betrouwbaarheid kon worden gereproduceerd wanneer qubits werden vervaardigd in een halfgeleider -gieterijomgeving. “Onze nieuwe bevindingen tonen aan dat de siliciumqubits van Diraq kunnen worden gefabriceerd met behulp van processen die op grote schaal worden gebruikt in halfgeleiderfieterijen, die voldoen aan de drempel voor fouttolerantie op een manier die kosteneffectief en industrie -onverzadigd is,” merkte Dzurak op. Vóór deze prestatie hadden Diraq en IMEC al aangetoond dat qubits zijn vervaardigd met behulp van CMOS-processen-dezelfde technologie die wordt gebruikt voor het bouwen van dagelijkse computerchips-kunnen een enkel bebit kunnen uitvoeren met 99,9 procent nauwkeurigheid. De meer complexe twee-qubit-bewerkingen, die cruciaal zijn voor het bereiken van de nutsschaal, waren echter nog niet aangetoond met de vereiste trouw. De succesvolle demonstratie van tweetalige betrouwbaarheid behandelt deze specifieke technische mijlpaal. “Deze nieuwste prestatie wist de weg voor de ontwikkeling van een volledig fout -tolerante, functionele kwantumcomputer die kosteneffectiever is dan elk ander qubit -platform,” zei Dzurak.
