PsiQuantum анонсирует Omega — готовый к производству чипсет для фотонных квантовых вычислений

«Более 25 лет я был убежден, что для того, чтобы создать полезный квантовый компьютер при моей жизни, мы должны найти способ в полной мере использовать непревзойденные возможности полупроводниковой промышленности. Эта статья подтверждает это убеждение». — Профессор Джереми О'Брайен, соучредитель и генеральный директор PsiQuantum.

Разработанный PsiQuantum и произведенный на заводе GlobalFoundries в Нью-Йорке, новый чипсет интегрирует эти достижения в крупномасштабные, проверенные в промышленности процессы, готовые к интеграции крупномасштабных систем. Подход Psi Quantum основан на использовании одиночных фотонов — частиц света, — которые затем обрабатываются с помощью технологии кремниевых фотонных чипов, изначально разработанной для телекоммуникационных и сетевых приложений центров обработки данных. Для квантовых приложений компании пришлось значительно улучшить производительность, выйдя за рамки современного уровня, и ввести в производство новые материалы, включая сверхпроводящий материал, используемый для высокоэффективного обнаружения одиночных фотонов, и титанат бария (BTO), усовершенствованный материал для высокоскоростного оптического переключения с малыми потерями, который разрабатывается и производится PsiQuantum в Сан-Хосе, Калифорния. Компании также пришлось преодолеть проблемы с фоновым шумом и работой чипа при низких температурах, чтобы продемонстрировать производительность схемы, подробно описанную в статье. Последние измерения PsiQuantum включают 99,98% точности подготовки и измерения состояния одного кубита, 99,5% видимости двухфотонной квантовой интерференции и 99,72% точности квантовых соединений между чипами.

Команда основателей PsiQuantum провела первую в мире лабораторную демонстрацию двухкубитного логического вентиля с использованием отдельных фотонов в Брисбене (Австралия) более 20 лет назад, изобрела интегрированную квантовую фотонику и квантовые вычисления на основе «синтеза», а в 2013 году создала прототип квантового процессора, доступного через облако. С тех пор команда сосредоточилась исключительно на задачах масштабирования, производительности и производства, связанных с созданием систем масштаба в миллион кубитов, необходимых для коммерчески ценных приложений.

PsiQuantum также представила совершенно новое решение для охлаждения квантовых компьютеров — устранив культовый холодильник-«люстру» в пользу более простой, мощной и более технологичной кубоидной конструкции, более приближенной к серверной стойке центра обработки данных. В статье Nature приводятся некоторые подробности об этом новом подходе к охлаждению, который теперь развернут на предприятии PsiQuantum в Великобритании и использовался для многих описанных результатов производительности.

Благодаря этим достижениям PsiQuantum теперь обладает технологией для производства и охлаждения огромного количества квантовых чипов. Хотя компания должна продолжать улучшать производительность, интеграцию и выход продукции устройств, «следующего шага» в плане зрелости производства не существует — GlobalFoundries является фабрикой «первого уровня». PsiQuantum охарактеризовала миллионы устройств на тысячах пластин и в настоящее время выполняет около полумиллиона измерений каждый месяц.

В 2024 году PsiQuantum объявила о двух знаковых партнерствах с федеральным правительством Австралии и правительством штата Квинсленд, а также со штатом Иллинойс и городом Чикаго, чтобы построить свои первые квантовые компьютеры коммунального масштаба в Брисбене и Чикаго. Признавая квант как суверенную возможность, эти партнерства подчеркивают срочность и гонку к созданию систем на миллион кубитов. Позже в этом году PsiQuantum заложит фундамент квантовых вычислительных центров на обеих площадках, где будут развернуты первые системы коммунального масштаба на миллион кубитов.

«Производство полупроводников неизбежно станет важной частью любого решения по созданию масштабных квантовых компьютеров. В GlobalFoundries мы знаем, насколько сложна разработка современных устройств с таким уровнем строгости в масштабе, и мы неизменно впечатляемся опытом и прогрессом PsiQuantum. Наше партнерство объединяет первоклассное производство фотоники GlobalFoundries с передовыми возможностями PsiQuantum в области фотонных квантовых вычислений, и результаты на сегодняшний день замечательны. Мы с нетерпением ждем возможности еще больше раздвинуть эти границы, работая над крупномасштабными квантовыми системами». — Доктор Томас Колфилд, президент и генеральный директор GlobalFoundries

«Omega выводит нас за рамки научного проекта», — сказал Пит Шедболт, соучредитель и главный научный сотрудник PsiQuantum. «До того, как мы запустили PsiQuantum, мои соучредители и я работали в университетской лаборатории с парой кубитов, но мы знали, что используемая нами платформа была крайне несовершенной — мы знали, что нам нужны миллионы кубитов, и мы знали, что это подразумевает переход на зрелую фабрику, интеграцию маловероятных компонентов в единую платформу и подъем на кривую производительности, которая в то время казалась практически невозможной. Было удивительно видеть, как команда реализовала эти планы десятилетней давности, и невероятно волнительно теперь иметь в своих руках технологию, которую мы будем использовать для создания первых коммерчески полезных систем». — Пит Шедболт, соучредитель и главный научный сотрудник PsiQuantum

«Нас отличает технологичность и подключаемость нашего оборудования», — сказал профессор Марк Томпсон, соучредитель и главный технолог PsiQuantum. «Наша технология производится на крупносерийной фабрике полупроводников, которая обычно производит чипы для сотовых телефонов и ноутбуков, а теперь производит самые высокопроизводительные в мире фотонные кубиты. Мы также можем легко соединять наши чипы вместе с помощью обычных оптических волокон, что позволяет нам быстро масштабировать наши системы для создания действительно мощных квантовых компьютеров». — Профессор Марк Томпсон, соучредитель и главный технолог PsiQuantum

Источник: Techpowerup.com