La startup nano-tech Diraq, in collaborazione con l’Istituto europeo IMEC, ha mostrato che i suoi chip quantistici a base di silicio mantengano un’elevata precisione se prodotta in un ambiente di produzione standard, uno sviluppo per rendere praticabile i computer quantistici. La collaborazione tra il centro di microelectronics (IMEC) (IMEC) ha dimostrato che i chip quantistici di Diraq hanno dimostrato che i chip quantistici di Diraq funzionano con la stessa affidabilità quando prodotta su una linea di fabbricazione di chip a semiconduttore commerciale come fanno all’interno delle condizioni sperimentali di un laboratorio di ricerca UNSW. In un articolo pubblicato sulla rivista Natura Il 24 settembre, i team hanno riferito che i dispositivi progettati da Diraq e fabbricati da IMEC hanno raggiunto una fedeltà di oltre il 99 % nelle operazioni che hanno coinvolto due bit quantistici o “qubit”. Andrew Dzurak, professore di ingegneria dell’UNSW e fondatore e CEO di Diraq, ha dichiarato che prima di questo lavoro, non era stato stabilito se la fedeltà di processori a base di laboratorio potesse essere replicata in un ambiente di produzione. “Fino ad ora non si era dimostrato che la fedeltà di laboratorio dei processori – che significa precisione nel mondo del calcolo quantistico – poteva essere tradotta in un ambiente di produzione”, ha detto Dzurak. Ha spiegato che i risultati della collaborazione con IMEC rimuovono questa incertezza. “Ora è chiaro che i chip di Diraq sono completamente compatibili con i processi di produzione che sono in circolazione da decenni.” Questo risultato è un passo verso i processori quantistici di Diraq che raggiungono quella che è nota come scala di utilità. Questo termine descrive il punto in cui il valore commerciale di un computer quantistico supera il suo costo operativo. Raggiungere questo obiettivo è una metrica chiave stabilita dall’iniziativa di benchmarking quantistico, un programma gestito dall’Agenzia per i progetti di ricerca avanzata degli Stati Uniti (DARPA). L’iniziativa è progettata per valutare se Diraq e altre 17 società partecipanti possono soddisfare la soglia su scala di utilità. Per risolvere i problemi al di là della capacità dei computer ad alte prestazioni più avanzati di oggi, i computer quantistici su scala di utilità dovranno archiviare e manipolare informazioni quantistiche utilizzando milioni di qubit. Questo numero elevato è necessario per superare gli errori intrinseci associati allo stato quantico fragile. “Raggiungere la scala di utilità nelle cerniere di calcolo quantistico sulla ricerca di un modo commercialmente praticabile per produrre bit quantistici ad alta fedeltà su larga scala”, ha commentato Dzurak. La necessità di una produzione su larga scala conveniente di qubit ad alta fedeltà è una sfida centrale sul campo. Il silicio è emerso come materiale leader per la costruzione di computer quantistici perché consente l’integrazione di milioni di qubit su un singolo chip. Questo materiale funziona anche con l’industria dei microchip esistenti da trilioni di dollari, utilizzando gli stessi metodi che collocano miliardi di transistor sui moderni chip di computer. “La collaborazione di Diraq con IMEC chiarisce che i computer quantistici a base di silicio possono essere costruiti sfruttando l’industria dei semiconduttori maturi, che apre un percorso economico verso i chip contenenti milioni di qubit pur massimizzando la fedeltà”, ha detto Dzurak. Diraq aveva precedentemente dimostrato che i qubit fabbricati in un laboratorio accademico potevano raggiungere un’elevata fedeltà quando si eseguono cancelli logici a due qubit, che sono elementi fondamentali per i futuri computer quantistici. Una domanda rimanente era se questo livello di fedeltà potesse essere riprodotto quando i qubit venivano fabbricati in un ambiente di fonderia a semiconduttore. “I nostri nuovi risultati dimostrano che i qubit al silicio di Diraq possono essere fabbricati utilizzando processi che sono ampiamente utilizzati nelle fonderie di semiconduttori, soddisfacendo la soglia per la tolleranza ai guasti in un modo che è economico e compatibile con il settore”, ha osservato Dzurak. Prima di questo risultato, Diraq e IMEC avevano già dimostrato che i qubit fabbricati utilizzando i processi CMOS-la stessa tecnologia utilizzata per la costruzione di chip di computer di tutti i giorni-potrebbe eseguire operazioni a qubit singolo con precisione del 99,9 per cento. Tuttavia, le operazioni a due qubit più complesse, che sono fondamentali per raggiungere la scala di utilità, non erano ancora state dimostrate con la fedeltà richiesta. La dimostrazione di successo della fedeltà a due qubit affronta questa specifica pietra miliare tecnica. “Quest’ultimo risultato chiarisce lo sviluppo di un computer quantistico funzionale completamente tollerante all’errore che è più conveniente di qualsiasi altra piattaforma Qubit”, ha affermato Dzurak.
