Universal Quantum ra mắt iQPU, chip bẫy ion sản xuất tại xưởng đúc với điều khiển tích hợp

iQPU của Universal Quantum kết hợp bề mặt bẫy ion 400 mm², ASIC điều khiển tích hợp và liên kết UQConnect, sản xuất trên dây chuyền 200 mm. DLR sẽ nhận đầu tiên.

Trang này được dịch từ tiếng Anh. Tên công ty, sản phẩm và liên kết nguồn được giữ nguyên. Đọc bản gốc tiếng Anh

Universal Quantum đã ra mắt iQPU, một bộ xử lý lượng tử tích hợp gộp bẫy ion, thiết bị điện tử điều khiển và kết nối giữa các chip vào cùng một mô-đun. Công ty có trụ sở tại Anh, đồng thời có trung tâm ở Hamburg, công bố con chip ngày 3/11 và cho biết nó sẽ được lắp vào hai hệ thống mà công ty đang xây dựng cho Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR).

Những gì được công bố

iQPU có diện tích tính toán hoạt động hơn 400 mm², mà Universal Quantum gọi là bề mặt tính toán ion bẫy lớn nhất. Chip dùng kiến trúc QCCD (quantum charge-coupled device): các ion được di chuyển giữa các vùng trên chip, nên bất kỳ qubit nào cũng có thể được đưa đến cạnh bất kỳ qubit nào khác thay vì bị gắn cố định tại một vị trí. Theo công ty, khả năng kết nối tầm xa này giúp giảm số qubit cần cho các bài toán thương mại và tăng tốc tính toán.

Hai tính năng khác nhắm đến việc mở rộng quy mô. Thứ nhất, một ASIC điều khiển chuyên dụng được tích hợp vào chồng lớp để xử lý chuyển mạch và điều khiển ngay trên chip. Mục tiêu là giải quyết "bài toán đi dây": số lượng cáp và đường tín hiệu ngày càng tăng khi số qubit tăng. Thứ hai, mỗi iQPU có giao diện cho UQConnect, liên kết giữa các mô-đun của công ty. Với UQConnect, ion di chuyển trực tiếp từ mô-đun này sang mô-đun bên cạnh, nên nhiều chip có thể vận hành như một máy tính lớn hơn mà không cần thiết kế lại chip.

Chi tiết kỹ thuật

Trang sản phẩm liệt kê các số liệu và lựa chọn thiết kế sau:

một chồng lớp gồm: bẫy ion, các lớp định tuyến, một lớp điều khiển từ trường tích hợp, các lỗ xuyên silicon (TSV) và lớp ASIC. Nhờ TSV, mọi cạnh của chip đều trống để nối với các mô-đun lân cận;
hoạt động ở khoảng 70 K thay vì nhiệt độ cỡ micro-kelvin, với các cổng qubit được điều khiển bằng trường vi sóng toàn cục thay vì rất nhiều tia laser nhắm riêng lẻ;
thiết kế mà theo công ty cho phép độ trung thực hai qubit đạt 99,9%;
hiệu năng UQConnect đạt 2.424 lần truyền qubit mỗi giây với độ trung thực kết nối 99,999993%;
chế tạo trên dây chuyền xưởng đúc thương mại 200 mm với công cụ tiêu chuẩn ngành và bộ thiết kế quy trình (PDK) đã được điều chỉnh.

Công ty trình bày các con số này như dữ liệu thiết kế và linh kiện. Trong lộ trình của chính họ, việc giao hệ thống iQPU cho khách hàng và một cụm đa mô-đun ghép lát vẫn được liệt kê là các bước sắp tới.

Vì sao điều này quan trọng

Ion bẫy nổi tiếng với qubit chất lượng cao, nhưng các hệ thống dựa trên chúng tỏ ra khó mở rộng, cả về kích thước lẫn lượng laser, dây dẫn và làm lạnh cần thiết. Universal Quantum đặt cược rằng một khối lặp lại được, sản xuất tại xưởng đúc và có điều khiển trên chip, có thể được kiểm thử và ghép cạnh nhau như các linh kiện bán dẫn thông thường. "Bạn không thể lắp ráp một máy tính lượng tử có thể mở rộng bằng cách thêm độ phức tạp từng qubit một," Mike Newman, Phó chủ tịch Kỹ thuật, nói.

Điều cần theo dõi

DLR sẽ là khách hàng đầu tiên nhận iQPU. DLR đã chọn Universal Quantum để chế tạo hai máy, Toccata và Legato, cho sáng kiến Quantum Computing Initiative tại Hamburg, theo các hợp đồng trị giá 67 triệu euro. Lần ra mắt này diễn ra sau vòng Series A hơn 100 triệu USD hồi tháng 10 do DCVC và Firgun Ventures đồng dẫn dắt. Phép thử thực sự sẽ là độ trung thực đo được trên phần cứng đã giao và một hệ thống đa mô-đun hoạt động được.

Universal Quantum ra mắt iQPU, chip bẫy ion sản xuất tại xưởng đúc với điều khiển tích hợp

Những gì được công bố

Nhận bản tin DesignQuantum

Chi tiết kỹ thuật

Vì sao điều này quan trọng

Điều cần theo dõi

Nhận bản tin DesignQuantum

Tổ chức trong bài viết này

Universal Quantum Ltd.

Nguồn