211service.com
Intel wettet, dass es alltägliches Silizium in das Wundermaterial der Quantencomputer verwandeln kann
Forscher der TU Delft in den Niederlanden verwenden in Zusammenarbeit mit dem Chiphersteller Intel solche Geräte, um Quantencomputer bei unterkühlten Temperaturen zu testen.
Manchmal starrt einem die Lösung eines Problems die ganze Zeit ins Gesicht. Der Chiphersteller Intel setzt darauf, dass dies im Rennen um den Bau von Quantencomputern der Fall sein wird – Maschinen, die eine immense Rechenleistung bieten sollen, indem sie die Kuriositäten der Quantenmechanik ausnutzen.
Die Konkurrenten IBM, Microsoft und Google entwickeln alle Quantenkomponenten, die sich von denen unterscheiden, die Daten in heutigen Computern verarbeiten. Aber Intel versucht, das Arbeitspferd bestehender Computer, den Siliziumtransistor, für diese Aufgabe anzupassen.
Intel hat ein Team von Quantenhardware-Ingenieuren in Portland, Oregon, die mit Forschern in den Niederlanden an der TU Delft zusammenarbeiten Quantenforschungsinstitut QuTech , im Rahmen eines im vergangenen Jahr eingerichteten Zuschusses in Höhe von 50 Millionen US-Dollar. Anfang dieses Monats berichtete Intels Gruppe, dass sie nun das für einen Quantencomputer benötigte ultrareine Silizium auf die in Chipfabriken verwendeten Standardwafer schichten kann.
Diese Strategie macht Intel zu einem Ausreißer unter Industrie- und akademischen Gruppen, die an Qubits arbeiten, da die grundlegenden Komponenten, die für Quantencomputer benötigt werden, bekannt sind. Andere Unternehmen können Code auf Prototyp-Chips mit mehreren Qubits ausführen, die aus supraleitenden Schaltkreisen bestehen (siehe Googles Quantum Dream Machine ). Bisher hat noch niemand Silizium-Qubits so weit entwickelt.
Ein Quantencomputer müsste jedoch Tausende oder Millionen von Qubits haben, um allgemein nützlich zu sein. Und Jim Clarke, der Intels Projekt als Direktor für Quantenhardware leitet, argumentiert, dass Silizium-Qubits eher zu diesem Punkt gelangen (obwohl Intel auch einige Forschungen zu supraleitenden Qubits betreibt). Eine Sache spricht für Silizium, sagt er: Das Know-how und die Ausrüstung, die zur Herstellung herkömmlicher Chips mit Milliarden identischer Transistoren verwendet werden, sollten es ermöglichen, die Arbeit an der Perfektionierung und Skalierung von Silizium-Qubits schnell voranzutreiben.
Die Silizium-Qubits von Intel stellen Daten in einer Quanteneigenschaft dar, die als Spin eines einzelnen Elektrons bezeichnet wird, das in einer modifizierten Version der Transistoren in seinen bestehenden kommerziellen Chips eingeschlossen ist. Die Hoffnung ist, dass wir, wenn wir die besten Transistoren herstellen, mit ein paar Material- und Designänderungen auch die besten Qubits herstellen können, sagt Clarke.
Ein weiterer Grund, an Silizium-Qubits zu arbeiten, ist, dass sie zuverlässiger sein sollten als die supraleitenden Äquivalente. Dennoch sind alle Qubits fehleranfällig, da sie mit sehr schwachen Quanteneffekten an Daten arbeiten (siehe Google Researchers Make Quantum Components More Reliable ).
Der neue Prozess, der Intel hilft, mit Silizium-Qubits auf Standard-Chipwafern zu experimentieren, der zusammen mit den Materialunternehmen Urenco und Air Liquide entwickelt wurde, sollte helfen, seine Forschung zu beschleunigen, sagt das Unternehmen Andreas Dzurak , der an der University of New South Wales in Australien an Silizium-Qubits arbeitet. Um Hunderttausende von Qubits zu erreichen, brauchen wir eine unglaubliche technische Zuverlässigkeit, und das ist das Markenzeichen der Halbleiterindustrie, sagt er.
Unternehmen, die supraleitende Qubits entwickeln, stellen diese auch mit bestehenden Chipherstellungsmethoden her. Aber die resultierenden Geräte sind größer als Transistoren, und es gibt keine Vorlage, wie man sie in großen Stückzahlen herstellt und verpackt, sagt Dzurak.
Chad Rigetti, Gründer und CEO von Rigetti Computing, einem Startup, das an supraleitenden Qubits arbeitet, ähnlich denen, die Google und IBM entwickeln, stimmt zu, dass dies eine Herausforderung darstellt. Aber er argumentiert, dass der Vorsprung seiner gewählten Technologie genügend Zeit und Ressourcen bieten wird, um das Problem anzugehen.
Google und Rigetti haben beide gesagt, dass sie in nur wenigen Jahren einen Quantenchip mit Dutzenden oder Hunderten von Qubits bauen könnten, der herkömmliche Computer bei bestimmten Problemen dramatisch übertrifft und sogar nützliche Arbeit bei Problemen in der Chemie oder im maschinellen Lernen leistet.