Universal Quantum представила iQPU — изготовленный на фабрике чип с ионной ловушкой и встроенным управлением

Universal Quantum представила iQPU — интегрированный квантовый процессорный блок, объединяющий в одном модуле ионную ловушку, управляющую электронику и межчиповые соединения. Британская компания, у которой есть также центр в Гамбурге, анонсировала чип 3 ноября и сообщила, что он будет установлен в две системы, которые она строит для Германского аэрокосмического центра (DLR).

Что было объявлено

Активная вычислительная площадь iQPU превышает 400 мм² — по словам Universal Quantum, это крупнейшая вычислительная поверхность на захваченных ионах. Чип использует архитектуру QCCD (quantum charge-coupled device): ионы перемещаются между зонами чипа, поэтому любой кубит можно поставить рядом с любым другим, а не держать его в одном фиксированном месте. По данным компании, такая дальняя связность уменьшает число кубитов, необходимых для коммерческих задач, и ускоряет вычисления.

Ещё две особенности нацелены на масштабирование. Во-первых, в многослойную структуру встроена специализированная управляющая микросхема ASIC, выполняющая коммутацию и управление прямо на чипе. Она призвана решить «проблему проводки» — растущее число кабелей и сигнальных линий по мере увеличения числа кубитов. Во-вторых, каждый iQPU оснащён интерфейсами UQConnect — фирменной связью между модулями. С UQConnect ионы переходят напрямую из одного модуля в соседний, так что несколько чипов могут работать как один большой компьютер без перепроектирования чипа.

Подпишитесь на рассылку DesignQuantum

Бесплатные новости и объясняющие материалы о квантовых вычислениях, каждое утверждение со ссылкой на источник. Ежедневно, еженедельно или ежемесячно, на ваш выбор.

Website

Адрес электронной почты ЧастотаЕжедневноЕженедельноЕжемесячно ЯзыкEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Подписаться бесплатно

Бесплатно. Отписаться можно в любой момент одним щелчком. Политика конфиденциальности

Технические детали

На странице продукта приводятся следующие характеристики и конструктивные решения:

• набор слоёв: ионная ловушка, слои маршрутизации, встроенный слой управления магнитным полем, сквозные кремниевые переходы (TSV) и слой ASIC. Благодаря TSV каждый край остаётся свободным для соединения с соседними модулями;
• работа при температуре около 70 К вместо микрокельвиновых температур, а также кубитные вентили, управляемые глобальными микроволновыми полями, а не большим числом индивидуально наведённых лазеров;
• конструкция, которая, по словам компании, обеспечивает точность двухкубитных операций 99,9%;
• производительность UQConnect — 2424 передачи кубитов в секунду при точности соединения 99,999993%;
• производство на коммерческой 200-мм фабричной линии со стандартным отраслевым оборудованием и модифицированным набором PDK (process design kit).

Компания представляет эти показатели как проектные и компонентные данные. В её собственной дорожной карте поставка систем iQPU клиентам и мозаичная сборка из нескольких модулей пока значатся как будущие этапы.

Почему это важно

Захваченные ионы известны высоким качеством кубитов, но системы на их основе оказались трудны для масштабирования — и по размеру, и по количеству нужных лазеров, проводки и охлаждения. Universal Quantum делает ставку на то, что повторяемый блок, изготовленный на фабрике и с управлением на чипе, можно тестировать и собирать мозаикой, как обычные полупроводниковые компоненты. «Масштабируемый квантовый компьютер нельзя собрать, добавляя сложность по одному кубиту», — сказал вице-президент по инженерии Майк Ньюман.

На что обратить внимание

DLR станет первым клиентом, получившим iQPU. Центр выбрал Universal Quantum для создания двух машин, Toccata и Legato, для своей Quantum Computing Initiative в Гамбурге по контрактам на 67 млн евро. Запуск последовал за октябрьским раундом серии A на сумму более 100 млн долларов, который совместно возглавили DCVC и Firgun Ventures. Настоящей проверкой станут измеренные точности на поставленном оборудовании и работающая многомодульная система.