Laboratoires Equal1 (Equal1), une société d'informatique quantique basée sur le silicium, a annoncé aujourd'hui que la société est la première à faire la démonstration d'une unité de traitement quantique (QPU) entièrement intégrée fonctionnant à 3,7 kelvins, une étape majeure ayant des implications pour la trajectoire de l'informatique quantique.

La société relève un défi majeur pour l'industrie de l'informatique quantique consistant à mettre à l'échelle le nombre de qubits afin qu'un ordinateur quantique puisse s'attaquer à des problèmes utiles, problèmes du monde réel.

Avec son QPU, Equal1 a développé une technologie d'informatique quantique évolutive et rentable, basé sur un procédé de semi-conducteur au silicium disponible dans le commerce.

Le QPU utilise des brevets, Equal1-conçu, des points quantiques à l'échelle nanométrique pour créer des qubits (l'équivalent quantique des bits numériques) sur un processus CMOS au silicium standard. En plus des qubits de silicium, toute l'électronique de contrôle et de lecture requise pour un QPU entièrement fonctionnel est intégrée sur puce avec plus de 10 millions de transistors.

En plus de développer son QPU, Equal1 a conçu et fabriqué le système fermé de cryogénie et de vide, ainsi que l'électronique de commande et de communication pour maintenir la puce à 3,7 K et l'interfacer à température ambiante.

En raison du fonctionnement des qubits à 3,7 K (appelés « qubits chauds ») et du niveau d'intégration atteint par l'équipe, le facteur de forme du démonstrateur quantique est bien plus petit que celui des technologies alternatives (format rack par rapport à celui d'une pièce).

Equal1 a été fondée par Dirk Leipold, Mike Asker et le professeur R. Bogdan Staszewski et est un spin-out de l'UCD School of Electrical and Electronic Engineering. L'équipe Equal1 a des bureaux à NovaUCD, le Centre for New Ventures and Entrepreneurs de l'University College Dublin, et en Californie.

Elena Blokhina, CTO Equal1, mentionné, « La capacité de notre équipe à démontrer un comportement quantique sur un QPU entièrement intégré nous permettra de résoudre bientôt des défis en IA qui ne peuvent pas être résolus aujourd'hui. Nous sommes fiers de l'accomplissement de cette étape importante et sommes ravis de faire passer notre technologie au niveau supérieur. »

Deux machines de démonstration quantique Equal1 ("Alice") fonctionnent chacune depuis plus de 24 mois cumulés sans temps d'arrêt imprévu. Sur Alice, Des oscillations de Rabi ont été observées dans des réseaux à trois points avec un temps de cohérence de 150 ns.

En raison de la nature intégrée de la technologie, les impulsions électroniques qui contrôlent les qubits sont générées sur puce et sont donc extrêmement rapides, permettant un temps d'impulsion suffisamment court pour que le QPU démontre un comportement quantique. L'équipe a prouvé la répétabilité des résultats et la cohérence avec la modélisation et les simulations quantiques.

"En tirant parti des géométries de transistors rétrécies, nous avons démontré que l'intégration dans la gamme des millions de qubits est possible, avec des besoins de refroidissement modérés par rapport aux autres technologies qubit, " mentionné, PDG d'Equal1, Dirk Leipold.

"Notre technologie d'informatique quantique fournit à nos clients des solutions d'IA abordables avec une empreinte carbone beaucoup plus faible."

Le QPU a été fabriqué sur la principale plate-forme 22FDX à faible consommation de GlobalFoundries, ne nécessitant aucune extension de processus spéciale pour l'opération quantique. En utilisant cette plate-forme ultra-basse consommation chez GlobalFoundries Fab 1 à Dresde, L'Allemagne a joué un rôle clé en permettant à Equal1 d'atteindre les résultats présentés ici.

L'équipe Equal1 a conçu les circuits de signaux mixtes complexes, tels que le générateur d'impulsions à grande vitesse, ADC, DAC et mémoire cryogénique, en utilisant le logiciel EDA de Cadence Design Systems, Inc., en particulier le nouveau support de Spectre Simulation Platform pour les modèles à ultra-basse température qui sont essentiels à la validation de la conception cryoélectronique.

Commentant la réalisation, Joy Han, directrice de la gestion des produits de Cadence pour les produits de simulation de circuits, a déclaré :« C'est un résultat très excitant qui montre une approche perturbatrice et potentiellement révolutionnaire de l'informatique quantique. Nous espérons poursuivre notre collaboration avec Equal1 dans le futur. »