La nouvelle puce d’Intel pour faire progresser la recherche sur le silicium spin qubit pour l’informatique quantique

Intel met une nouvelle puce quantique à la disposition des laboratoires de recherche universitaires et fédéraux pour développer la communauté de recherche en informatique quantique.

SANTA CLARA, Californie–(BUSINESS WIRE)–
Quoi de neuf: Aujourd’hui, Intel a annoncé la sortie de sa toute nouvelle puce de recherche quantique, Tunnel Falls, une puce en silicium de 12 qubits, et la met à la disposition de la communauté de la recherche quantique. En outre, Intel collabore avec le Laboratoire des sciences physiques (LPS) de l’Université du Maryland, College Parks Qubit Collaboratory (LQC), un centre de recherche national en sciences de l’information quantique (QIS), pour faire progresser la recherche en informatique quantique.

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Tunnel Falls est la puce qubit de spin en silicium la plus avancée d’Intel à ce jour et s’appuie sur les décennies d’expertise de l’entreprise en matière de conception et de fabrication de transistors. La sortie de la nouvelle puce est la prochaine étape de la stratégie à long terme d’Intel pour construire un système informatique quantique commercial à pile complète. Bien qu’il reste encore des questions et des défis fondamentaux à résoudre sur la voie d’un ordinateur quantique tolérant aux pannes, la communauté universitaire peut désormais explorer cette technologie et accélérer le développement de la recherche.

Jim Clarke, directeur de Quantum Hardware, Intel

Pourquoi est-ce important: Actuellement, les établissements universitaires ne disposent pas d’équipements de fabrication à grand volume comme Intel. Avec Tunnel Falls, les chercheurs peuvent immédiatement commencer à travailler sur des expériences et des recherches au lieu d’essayer de fabriquer leurs propres appareils. En conséquence, un plus large éventail d’expériences devient possible, y compris en apprendre davantage sur les principes fondamentaux des qubits et des points quantiques et développer de nouvelles techniques pour travailler avec des appareils à plusieurs qubits.

Pour résoudre ce problème, Intel collabore avec LQC dans le cadre du programme Qubits for Computing Foundry (QCF) par l’intermédiaire du Bureau de recherche de l’armée américaine pour fournir la nouvelle puce quantique d’Intel aux laboratoires de recherche. La collaboration avec LQC contribuera à démocratiser les qubits de spin en silicium en permettant aux chercheurs d’acquérir une expérience pratique en travaillant avec des réseaux à l’échelle de ces qubits. L’initiative vise à renforcer le développement de la main-d’œuvre, à ouvrir les portes à de nouvelles recherches quantiques et à développer l’écosystème quantique global.

Les premiers laboratoires quantiques à participer au programme sont LPS, Sandia National Laboratories, l’Université de Rochester et l’Université du Wisconsin-Madison. LQC travaillera aux côtés d’Intel pour mettre Tunnel Falls à la disposition d’autres universités et laboratoires de recherche. Les informations recueillies à partir de ces expériences seront partagées avec la communauté pour faire avancer la recherche quantique et aider Intel à améliorer les performances et l’évolutivité des qubits.

Le LPS Qubit Collaboratory, en partenariat avec le Army Research Office, cherche à relever les défis difficiles auxquels est confronté le développement des qubits et à développer la prochaine génération de scientifiques qui créeront les qubits de demain, a déclaré Charles Tahan, chef de Quantum Information Science, LPS. La participation d’Intel est une étape majeure dans la démocratisation de l’exploration des qubits de spin et de leur promesse pour le traitement de l’information quantique et illustre la mission du LQC de rassembler l’industrie, les universités, les laboratoires nationaux et le gouvernement.

Le Dr Dwight Luhman, membre distingué du personnel technique des laboratoires nationaux de Sandia, a déclaré : « Les laboratoires nationaux de Sandia sont ravis de recevoir la puce Tunnel Falls. L’appareil est une plate-forme flexible permettant aux chercheurs quantiques de Sandia de comparer directement différents encodages de qubit et de développer de nouveaux modes de fonctionnement de qubit, ce qui ne nous était pas possible auparavant. Ce niveau de sophistication nous permet d’innover de nouvelles opérations et algorithmes quantiques dans le régime multi-qubit et d’accélérer notre taux d’apprentissage dans les systèmes quantiques à base de silicium. La fiabilité anticipée de Tunnel Falls permettra également à Sandia d’intégrer et de former rapidement de nouveaux employés travaillant dans les technologies qubit silicium.

Mark A. Eriksson, directeur du département et professeur de physique John Bardeen, Département de physique, Université du Wisconsin-Madison, a déclaré que les chercheurs de l’UW-Madison, avec deux décennies d’investissement dans le développement de qubits en silicium, sont très heureux de s’associer au Lancement du LQC. L’opportunité pour les étudiants de travailler avec des appareils industriels, qui bénéficient de l’expertise et de l’infrastructure d’Intel en microélectronique, ouvre des opportunités importantes à la fois pour les avancées techniques et pour l’éducation et le développement de la main-d’œuvre.

À propos des chutes Tunnel : Tunnel Falls est le premier dispositif qubit de spin en silicium d’Intel mis à la disposition de la communauté des chercheurs. Fabriqué sur des tranches de 300 millimètres dans l’usine de fabrication D1, le dispositif à 12 qubits exploite les capacités de fabrication industrielle de transistors les plus avancées d’Intel, telles que la lithographie ultraviolette extrême (EUV) et les techniques de traitement de grille et de contact. Dans les qubits de spin en silicium, l’information (le 0/1) est codée dans le spin (haut/bas) d’un seul électron. Chaque dispositif qubit est essentiellement un transistor à un seul électron, ce qui permet à Intel de le fabriquer en utilisant un flux similaire à celui utilisé dans une ligne de traitement logique à semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS) standard.

Intel pense que les qubits de spin en silicium sont supérieurs aux autres technologies qubit en raison de leur synergie avec les transistors de pointe. De la taille d’un transistor, ils sont jusqu’à 1 million de fois plus petits que les autres types de qubit mesurant environ 50 nanomètres sur 50 nanomètres, ce qui permet potentiellement une mise à l’échelle efficace. Selon Nature Electronics, le silicium pourrait être la plate-forme ayant le plus grand potentiel pour fournir une informatique quantique à grande échelle.

Dans le même temps, l’utilisation de lignes de fabrication CMOS avancées permet à Intel d’utiliser des techniques de contrôle de processus innovantes pour permettre rendement et performances. Par exemple, le dispositif qubit Tunnel Falls 12 a un taux de rendement de 95 % sur la tranche et une uniformité de tension similaire à un processus logique CMOS, et chaque tranche fournit plus de 24 000 dispositifs à points quantiques. Ces puces à 12 points peuvent former entre quatre et 12 qubits qui peuvent être isolés et utilisés simultanément dans des opérations en fonction de la manière dont l’université ou le laboratoire exploite ses systèmes.

Et après: Intel travaillera en permanence pour améliorer les performances de Tunnel Falls et l’intégrera dans sa pile quantique complète avec le kit de développement logiciel (SDK) Intel Quantum. De plus, Intel développe déjà sa puce quantique de nouvelle génération basée sur Tunnel Falls ; il devrait être publié en 2024. À l’avenir, Intel prévoit de s’associer à d’autres instituts de recherche dans le monde pour construire l’écosystème quantique.

Plus de contexte : Document d’information sur l’informatique quantique des laboratoires Intel | Intel Labs (dossier de presse) | Des chercheurs d’Intel Quantum présentent la puce de recherche Tunnel Falls Silicon Qubit (vidéo) | Intel présente la puce de recherche Tunnel Falls Silicon Qubit (vidéo) | Laboratoire d’informatique quantique dans l’Oregon (vidéo B-Roll)

À propos d’Intel

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Laura Stadler

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Source : Intel Corporation

Publié le 15 juin 2023 à 9h00 HAE