Laboratorios Equal1 (Equal1), una empresa de computación cuántica basada en silicio, anunció hoy que la compañía es la primera en demostrar una unidad de procesador cuántico (QPU) totalmente integrada que funciona a 3,7 kelvin, un hito importante con implicaciones para la trayectoria de la computación cuántica.

La compañía está abordando un gran desafío para la industria de la computación cuántica de escalar el número de qubits para que una computadora cuántica pueda abordar útiles, problemas del mundo real.

Con su QPU, Equal1 ha desarrollado un disruptivo, tecnología de computación cuántica escalable y rentable, basado en un proceso de semiconductor de silicio disponible comercialmente.

El QPU emplea patentado, Equal1-diseñado, Puntos cuánticos a escala nanométrica para crear qubits (el equivalente cuántico a los bits digitales) en un proceso CMOS de silicio estándar. Además de los qubits de silicio, toda la electrónica de control y lectura necesaria para una QPU en pleno funcionamiento está integrada en el chip con más de 10 millones de transistores.

Además de desarrollar su QPU, Equal1 ha diseñado y fabricado el sistema cerrado de vacío y criogénico, junto con la electrónica de control y comunicación para mantener el chip a 3,7 K y la interfaz a temperatura ambiente.

Debido al funcionamiento de los qubits a 3,7 K (denominados "qubits calientes") y al nivel de integración que ha logrado el equipo, el factor de forma del demostrador cuántico es mucho más pequeño que las tecnologías alternativas (tamaño de rack versus tamaño de habitación).

Equal1 fue fundada por Dirk Leipold, Mike Asker y el profesor R. Bogdan Staszewski y es una empresa derivada de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la UCD. El equipo de Equal1 tiene oficinas en NovaUCD, el Centro de Nuevas Empresas y Emprendedores de University College Dublin, y en California.

Elena Blokhina, Equal1 CTO, dijo, "La capacidad de nuestro equipo para demostrar el comportamiento cuántico en una QPU totalmente integrada nos permitirá resolver pronto desafíos en IA que no se pueden resolver hoy. Estamos orgullosos del logro de este hito y estamos emocionados de escalar nuestra tecnología al siguiente nivel".

Dos máquinas demostradoras cuánticas Equal1 ("Alice") han estado funcionando durante más de 24 meses acumulativos sin tiempo de inactividad no planificado. En Alice, Se han observado oscilaciones de Rabi en matrices de tres puntos con un tiempo de coherencia de 150 ns.

Debido a la naturaleza integrada de la tecnología, los pulsos electrónicos que controlan los qubits se generan en el chip y, por lo tanto, son extremadamente rápidos, permitiendo un tiempo de pulso lo suficientemente corto para que la QPU demuestre el comportamiento cuántico. El equipo ha demostrado la repetibilidad de los resultados y la coherencia con el modelado cuántico y las simulaciones.

"Aprovechando la reducción de las geometrías de los transistores, Hemos demostrado que la integración en el rango de millones de qubit es posible, con requisitos de refrigeración moderados en comparación con otras tecnologías qubit, " dijo, Director ejecutivo de Equal1, Dirk Leipold.

"Nuestra tecnología de computación cuántica ofrece soluciones de inteligencia artificial asequibles a nuestros clientes con una huella de carbono mucho menor".

El QPU se fabricó en la plataforma 22FDX de bajo consumo líder de GlobalFoundries, no requieren extensiones de proceso especiales para la operación cuántica. Empleando esta plataforma de energía ultrabaja en GlobalFoundries Fab 1 en Dresden, Alemania jugó un papel clave al permitir que Equal1 lograra los resultados aquí presentados.

El equipo de Equal1 diseñó los complejos circuitos de señales mixtas, como generador de pulsos de alta velocidad, ADC, DAC y memoria criogénica, utilizando el software EDA de Cadence Design Systems, C ª., en particular, el nuevo soporte de Spectre Simulation Platform para modelos de temperatura ultrabaja que son clave para la validación del diseño crioelectrónico.

Comentando el logro, Joy Han, directora de gestión de productos de Cadence para productos de simulación de circuitos, dijo:"Este es un resultado muy emocionante y muestra un enfoque disruptivo y potencialmente revolucionario para la computación cuántica. Esperamos continuar nuestra colaboración con Equal1 en el futuro".