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Intel lanza su nuevo chip de investigación cuántica

[28/06/2023] Intel anunció el lanzamiento de Tunnel Falls, su nuevo chip de investigación cuántica que tiene 12 qubits y está a disposición de la comunidad de investigación cuántica. Además, Intel está colaborando con el Laboratorio de Ciencias Físicas (LPS) de la Universidad de Maryland, College Park, en su Qubit Collaboratory (LQC), un Centro de Investigación de Ciencias de la Información Cuántica (QIS) a nivel nacional, para avanzar en la investigación de la computación cuántica.

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"Tunnel Falls es el chip de spin qubit más avanzado de Intel hasta la fecha, y aprovecha la experiencia de décadas de la empresa en diseño y fabricación de transistores. El lanzamiento del nuevo chip es el siguiente paso en la estrategia a largo plazo de Intel para construir un sistema completo de computación cuántica comercial. Si bien todavía existen preguntas y desafíos que deben resolverse en el camino hacia una computadora cuántica tolerante a fallas, la comunidad académica ahora puede explorar esta tecnología y acelerar el desarrollo de investigación, sostuvo Jim Clarke, director de Quantum Hardware de Intel.

De acuerdo a Intel, es importante porque actualmente las instituciones académicas no disponen de equipos de fabricación de alto volumen como los de Intel. "Con Tunnel Falls, los investigadores pueden comenzar de inmediato a trabajar en experimentos e investigaciones en lugar de intentar fabricar sus propios dispositivos. Como consecuencia, se vuelven posibles una mayor variedad de experimentos, incluyendo más aprendizaje sobre los fundamentos de los qubits y los puntos cuánticos, así como el desarrollo de nuevas técnicas para trabajar con dispositivos con múltiples qubits, indicó el ejecutivo.

Para abordar aún más esta cuestión, Clarke agregó que Intel está colaborando con LQC como parte del programa Qubits for Computing Foundry (QCF) a través de la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos para proporcionar el nuevo chip cuántico de Intel a laboratorios de investigación. "La colaboración con LQC ayudará a democratizar los chips spin qubit, permitiendo a los investigadores obtener experiencia práctica trabajando con matrices de esta escala. La iniciativa tiene como objetivo fortalecer el desarrollo de la fuerza laboral, abrir las puertas a nuevas investigaciones cuánticas y fomentar el crecimiento del ecosistema cuántico en general.

Los primeros laboratorios cuánticos en participar en el programa incluyen LPS, Sandia National Laboratories, la Universidad de Rochester y la Universidad de Wisconsin-Madison. LQC colaborará junto a Intel para poner a disposición de otras universidades y laboratorios de investigación el chip Tunnel Falls. La información recopilada de estos experimentos se compartirá con la comunidad para avanzar en la investigación cuántica y ayudar a Intel a mejorar el rendimiento y la escalabilidad de los qubits.

Clarke explicó que Tunnel Falls es el primer chip spin qubit de Intel lanzado a la comunidad de investigación. Fabricado en obleas de 300 milímetros en la instalación de fabricación D1, el dispositivo de 12 qubits aprovecha las capacidades de fabricación industrial de transistores más avanzadas de Intel, como la litografía ultravioleta extrema (EUV) y las técnicas de procesamiento de puertas y contactos. En los chips spin qubits, la información (el 0/1) se codifica en el spin (arriba/abajo) de un solo electrón. Cada dispositivo qubit es esencialmente un transistor de un solo electrón, lo que permite a Intel fabricarlo utilizando un flujo similar al utilizado en una línea de procesamiento lógico de semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS) estándar.

"Intel considera que los chips spin qubit son superiores a otras tecnologías de qubit debido a su sinergia con los transistores de vanguardia. Siendo del tamaño de un transistor, son hasta un millón de veces más pequeños que otros tipos de qubit, con dimensiones aproximadas de 50 nanómetros por 50 nanómetros, lo que potencialmente permite una escalabilidad eficiente".

Al mismo tiempo, aprovechando las fábricas modernas de CMOS, el ejecutivo indicó que Intel puede aplicar técnicas novedosas de control de proceso para obtener buenos resultados y un rendimiento óptimo. "Por ejemplo, el dispositivo de 12 qubits de Tunnel Falls tiene una tasa de rendimiento del 95% en la oblea y una uniformidad de voltaje similar a la de un proceso lógico CMOS, y cada oblea proporciona más de 24 mil dispositivos de puntos cuánticos. Estos chips de 12 puntos pueden formar entre 4 y 12 qubits que pueden ser aislados y utilizados en operaciones simultáneas, dependiendo de cómo la universidad o laboratorio opere sus sistemas.

Clarke finalizó indicando que Intel seguirá trabajando continuamente para mejorar el rendimiento de Tunnel Falls e integrarlo en su pila completa de tecnología cuántica con el Kit de Desarrollo de Software Cuántico (SDK) de Intel. Además, Intel ya está desarrollando su siguiente generación de chips cuánticos basados en Tunnel Falls, se espera que sean lanzados en el 2024. En el futuro, Intel tiene planes de asociarse con instituciones de investigación adicionales a nivel global para construir el ecosistema cuántico.

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