Laboratórios Equal1 (Equal1), uma empresa de computação quântica baseada em silício, anunciou hoje que a empresa é a primeira a demonstrar uma unidade de processador quântico totalmente integrada (QPU) operando a 3,7 kelvin - um marco importante com implicações para a trajetória da computação quântica.

A empresa está enfrentando um grande desafio para a indústria de computação quântica de dimensionar o número de qubits para que um computador quântico possa ser útil, problemas do mundo real.

Com seu QPU, Equal1 desenvolveu um disruptivo, tecnologia de computação quântica escalonável e econômica, com base em um processo de semicondutor de silício disponível comercialmente.

O QPU emprega patenteado, Concebido por igual 1, pontos quânticos em escala nanométrica para criar qubits (o quantum equivalente aos bits digitais) em um processo CMOS de silício padrão. Além dos qubits de silício, todos os eletrônicos de controle e leitura necessários para um QPU totalmente funcional são integrados no chip com mais de 10 milhões de transistores.

Além de desenvolver seu QPU, Equal1 projetou e fabricou o sistema criogênico fechado e a vácuo, junto com a eletrônica de controle e comunicação para manter o chip em 3,7 K e interface com a temperatura ambiente.

Devido à operação dos qubits em 3,7 K (referidos como "qubits quentes") e o nível de integração que a equipe atingiu, o formato do demonstrador quântico é muito menor do que as tecnologias alternativas (tamanho de rack versus tamanho de sala).

Equal1 foi fundada por Dirk Leipold, Mike Asker e o Professor R. Bogdan Staszewski e é um spin-out da Escola de Engenharia Elétrica e Eletrônica da UCD. A equipe Equal1 tem escritórios na NovaUCD, o Centro para Novos Empreendedores e Empreendedores da University College Dublin, e na Califórnia.

Elena Blokhina, Equal1 CTO, disse, "A capacidade de nossa equipe de demonstrar o comportamento quântico em um QPU totalmente integrado nos permitirá resolver em breve desafios em IA que não podem ser resolvidos hoje. Estamos orgulhosos da conquista do marco e entusiasmados para escalar nossa tecnologia para o próximo nível."

Duas máquinas demonstradoras quânticas Equal1 ("Alice"), cada uma funcionando por mais de 24 meses cumulativos, sem tempo de inatividade não planejado. Em Alice, As oscilações de Rabi foram observadas em matrizes de três pontos com um tempo de coerência de 150 ns.

Devido à natureza integrada da tecnologia, os pulsos eletrônicos que controlam os qubits são gerados no chip e, portanto, são extremamente rápidos, permitindo um tempo de pulso curto o suficiente para que o QPU demonstre o comportamento quântico. A equipe provou a repetibilidade dos resultados e consistência com modelagem quântica e simulações.

"Tirando vantagem da redução da geometria do transistor, demonstramos que a integração na faixa de milhões de qubit é possível, com requisitos de resfriamento moderados em comparação com outras tecnologias qubit, " disse, CEO Equal1, Dirk Leipold.

"Nossa tecnologia de computação quântica oferece soluções de IA acessíveis aos nossos clientes com uma pegada de carbono muito menor."

O QPU foi fabricado na plataforma líder 22FDX de baixa potência da GlobalFoundries, exigindo nenhuma extensão de processo especial para operação quântica. Empregando esta plataforma de energia ultrabaixa na GlobalFoundries Fab 1 em Dresden, A Alemanha desempenhou um papel fundamental ao permitir que Equal1 alcançasse os resultados aqui apresentados.

A equipe Equal1 projetou os complexos circuitos de sinais mistos, como gerador de pulso de alta velocidade, ADCs, DACs e memória criogênica, usando o software EDA da Cadence Design Systems, Inc., em particular, o novo suporte da Spectre Simulation Platform para modelos de temperatura ultrabaixa, que são essenciais para a validação de projetos crioeletrônicos.

Comentando sobre a conquista, O diretor de gerenciamento de produtos da Cadence para produtos de simulação de circuitos, Joy Han, disse:"Este é um resultado muito empolgante e mostra uma abordagem disruptiva e potencialmente revolucionária para a computação quântica. Esperamos continuar nossa colaboração com a Equal1 por muito tempo no futuro."