Equal1 Laboratoria (Equal1), een op silicium gebaseerd kwantumcomputerbedrijf, heeft vandaag aangekondigd dat het bedrijf de eerste is die een volledig geïntegreerde kwantumprocessoreenheid (QPU) demonstreert die werkt op 3,7 kelvin - een belangrijke mijlpaal met implicaties voor het traject van kwantumcomputing.

Het bedrijf gaat een grote uitdaging aan voor de kwantumcomputerindustrie om het aantal qubits op te schalen, zodat een kwantumcomputer nuttige, problemen in de echte wereld.

Met zijn QPU, Equal1 heeft een disruptieve, schaalbare en kosteneffectieve quantum computing-technologie, gebaseerd op een in de handel verkrijgbaar siliciumhalfgeleiderproces.

De QPU maakt gebruik van gepatenteerde, Gelijk1-ontworpen, kwantumdots op nanometerschaal om qubits (het kwantumequivalent van digitale bits) te maken op een standaard silicium-CMOS-proces. Naast de siliciumqubits, alle besturings- en uitleeselektronica die nodig is voor een volledig functionerende QPU is on-chip geïntegreerd met meer dan 10 miljoen transistors.

Naast de ontwikkeling van de QPU, Equal1 heeft het gesloten cryogene en vacuümsysteem ontworpen en geproduceerd, samen met de besturings- en communicatie-elektronica om de chip op 3,7 K te houden en op kamertemperatuur te laten komen.

Vanwege de werking van de qubits op 3,7 K (aangeduid als "hot qubits") en het niveau van integratie dat het team heeft bereikt, de vormfactor van de kwantumdemonstrator is veel kleiner dan die van alternatieve technologieën (rekformaat versus kamerformaat).

Equal1 is opgericht door Dirk Leipold, Mike Asker en Professor R. Bogdan Staszewski en is een spin-out van de UCD School of Electrical and Electronic Engineering. Het Equal1-team heeft kantoren in NovaUCD, het Centre for New Ventures and Entrepreneurs van University College Dublin, en in Californië.

Elena Blokhina, Gelijke1 CTO, zei, "Het vermogen van ons team om kwantumgedrag te demonstreren op een volledig geïntegreerde QPU zal ons in staat stellen om binnenkort uitdagingen in AI op te lossen die vandaag niet kunnen worden opgelost. We zijn trots op de mijlpaal die bereikt is en zijn verheugd om onze technologie naar het volgende niveau te schalen."

Twee Equal1-kwantumdemonstratiemachines ("Alice") hebben elk meer dan 24 cumulatieve maanden gedraaid zonder ongeplande uitvaltijd. op Alice, Rabi-oscillaties zijn waargenomen in arrays met drie stippen met een coherentietijd van 150 ns.

Door het geïntegreerde karakter van de technologie, de elektronische pulsen die de qubits aansturen, worden op de chip gegenereerd en zijn daarom extreem snel, waardoor de pulstijd kort genoeg is voor de QPU om kwantumgedrag te demonstreren. Het team heeft de herhaalbaarheid van de resultaten en consistentie bewezen met kwantummodellering en simulaties.

"Door gebruik te maken van krimpende transistorgeometrieën, we hebben aangetoond dat integratie in het miljoenen qubit-bereik mogelijk is, met matige koelingseisen in vergelijking met andere qubit-technologieën, " zei, Gelijke1 CEO, Dirk Leopold.

"Onze quantum computing-technologie levert betaalbare AI-oplossingen aan onze klanten met een veel lagere ecologische voetafdruk."

De QPU is vervaardigd op het toonaangevende 22FDX-platform met laag vermogen van GlobalFoundries, waarvoor geen speciale procesuitbreidingen nodig zijn voor kwantumwerking. Gebruikmakend van dit ultra-low power platform bij GlobalFoundries Fab 1 in Dresden, Duitsland speelde een sleutelrol om Equal1 in staat te stellen de hier gepresenteerde resultaten te behalen.

Het Equal1-team ontwierp de complexe gemengde signaalcircuits, zoals een snelle pulsgenerator, ADC's, DAC's en cryogeen geheugen, met behulp van EDA-software van Cadence Design Systems, Inc., in het bijzonder de nieuwe ondersteuning van Spectre Simulation Platform voor ultra-lage temperatuurmodellen die essentieel zijn voor cryo-elektronische ontwerpvalidatie.

In een reactie op de prestatie, Cadence Product Management Director voor Circuit Simulation Products Joy Han zei:"Dit is een zeer opwindend resultaat en toont een ontwrichtende en potentieel baanbrekende benadering van kwantumcomputing. We hopen onze samenwerking met Equal1 tot ver in de toekomst voort te zetten."