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Intel scommette che può trasformare il silicio di tutti i giorni nel materiale meraviglioso di Quantum Computing
I ricercatori della TU Delft nei Paesi Bassi utilizzano apparecchiature come questa per testare dispositivi di calcolo quantistico a temperature supercool, in collaborazione con il produttore di chip Intel.
A volte la soluzione a un problema è fissarti in faccia per tutto il tempo. Il produttore di chip Intel scommette che sarà vero nella corsa alla costruzione di computer quantistici, macchine che dovrebbero offrire un'immensa potenza di elaborazione sfruttando le stranezze della meccanica quantistica.
I concorrenti IBM, Microsoft e Google stanno tutti sviluppando componenti quantistici diversi da quelli che elaborano dati nei computer di oggi. Ma Intel sta cercando di adattare il cavallo di battaglia dei computer esistenti, il transistor al silicio, per questo compito.
Intel ha un team di ingegneri hardware quantistici a Portland, Oregon, che collaborano con ricercatori nei Paesi Bassi, presso la TU Delft Istituto di ricerca quantistica QuTech , nell'ambito di una sovvenzione di 50 milioni di dollari stabilita lo scorso anno. All'inizio di questo mese il gruppo di Intel ha riferito che ora possono stratificare il silicio ultra puro necessario per un computer quantistico sui wafer standard utilizzati nelle fabbriche di chip.
Questa strategia rende Intel un valore anomalo tra l'industria e i gruppi accademici che lavorano sui qubit, poiché sono noti i componenti di base necessari per i computer quantistici. Altre aziende possono eseguire codice su chip prototipo con diversi qubit realizzati da circuiti superconduttori (vedi Quantum Dream Machine di Google). Nessuno ha ancora avanzato qubit di silicio così lontano.
Tuttavia, un computer quantistico dovrebbe avere migliaia o milioni di qubit per essere ampiamente utile. E Jim Clarke, che guida il progetto di Intel come direttore dell'hardware quantistico, sostiene che è più probabile che i qubit di silicio arrivino a quel punto (sebbene Intel stia anche conducendo alcune ricerche sui qubit superconduttori). Una cosa a favore del silicio, dice: l'esperienza e le apparecchiature utilizzate per realizzare chip convenzionali con miliardi di transistor identici dovrebbero consentire ai lavori di perfezionamento e scaling dei qubit di silicio di progredire rapidamente.
I qubit di silicio di Intel rappresentano i dati in una proprietà quantistica chiamata spin di un singolo elettrone intrappolato all'interno di una versione modificata dei transistor nei suoi chip commerciali esistenti. La speranza è che se realizziamo i migliori transistor, con alcune modifiche al materiale e al design possiamo realizzare i migliori qubit, afferma Clarke.
Un altro motivo per lavorare sui qubit di silicio è che dovrebbero essere più affidabili degli equivalenti superconduttori. Tuttavia, tutti i qubit sono soggetti a errori perché funzionano sui dati utilizzando effetti quantistici molto deboli (vedi Google Researchers Make Quantum Components More Reliable ).
Il nuovo processo che aiuta Intel a sperimentare qubit di silicio su wafer di chip standard, sviluppato con le società di materiali Urenco e Air Liquide, dovrebbe aiutare ad accelerare la sua ricerca, afferma Andrea Dzurak , che lavora sui qubit di silicio presso l'Università del New South Wales in Australia. Per arrivare a centinaia di migliaia di qubit, avremo bisogno di un'incredibile affidabilità ingegneristica, e questo è il segno distintivo dell'industria dei semiconduttori, dice.
Le aziende che sviluppano qubit superconduttori li realizzano anche utilizzando i metodi di fabbricazione dei chip esistenti. Ma i dispositivi risultanti sono più grandi dei transistor e non esiste un modello su come produrli e confezionarli in gran numero, afferma Dzurak.
Chad Rigetti, fondatore e CEO di Rigetti Computing, una startup che lavora su qubit superconduttori simili a quelli che Google e IBM stanno sviluppando, concorda sul fatto che ciò rappresenti una sfida. Ma sostiene che il vantaggio della sua tecnologia prescelta garantirà tempo e risorse sufficienti per affrontare il problema.
Google e Rigetti hanno entrambi affermato che in pochi anni potrebbero costruire un chip quantistico con decine o centinaia di qubit che supera notevolmente le prestazioni dei computer convenzionali su determinati problemi, svolgendo anche un lavoro utile su problemi di chimica o apprendimento automatico.