“Horse Ridge” Intel Labs acorta el camino a la computación cuántica

Intel Labs presentó hoy lo que se cree que es el primer chip de control criogénico de su tipo, llamado “Horse Ridge”, que acelerará el desarrollo de sistemas de computación cuántica full stack.

 Horse Ridge permitirá el control de múltiples bits cuánticos (qubits) y establecerá un camino claro para escalar sistemas más grandes, un hito importante en el camino hacia la practicidad cuántica.

Desarrollado junto con los colaboradores de investigación de Intel en QuTech, una asociación entre TU Delft y TNO (Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada), Horse Ridge se fabrica utilizando la tecnología FinFET de 22 nm de Intel.

La fabricación interna de estos chips de control en Intel acelerará drásticamente la capacidad de la compañía para diseñar, probar y optimizar una computadora cuántica comercialmente viable.

“Si bien se ha puesto mucho énfasis en los qubits, la capacidad de controlar muchos qubits al mismo tiempo había sido un desafío para la industria. Intel reconoció que los controles cuánticos eran una pieza esencial del rompecabezas que necesitábamos resolver para poder para desarrollar un sistema cuántico comercial a gran escala.

Es por eso que estamos invirtiendo en la corrección y control de errores cuánticos.

Con Horse Ridge, Intel ha desarrollado un sistema de control escalable que nos permitirá acelerar significativamente las pruebas y aprovechar el potencial de la computación cuántica.” aseguró –Jim Clarke, director de hardware cuántico de Intel.

Intel Quantum Horse Ridge

Intel Quantum Horse Ridge

Por qué es importante:

En la carrera por darse cuenta de la potencia y el potencial de las computadoras cuánticas, los investigadores se han centrado ampliamente en la fabricación de qubit, creando chips de prueba que demuestran la potencia exponencial de un pequeño número de qubits que operan en superposición.

Sin embargo, en los primeros desarrollos de hardware cuántico, incluido el diseño, las pruebas y la caracterización de los sistemas qubit de silicio y qubit superconductores de Intel, Intel identificó un importante cuello de botella para lograr la computación cuántica a escala comercial: interconexiones y electrónica de control.

Con Horse Ridge, Intel presenta una solución elegante que le permitirá a la compañía controlar múltiples qubits y establecer un camino claro hacia la escala de sistemas futuros a conteos de qubit más grandes, un hito importante en el camino hacia la practicidad cuántica.

Qué es la practicidad cuántica:

Las computadoras cuánticas prometen el potencial de abordar problemas que las computadoras convencionales no pueden manejar al aprovechar un fenómeno de física cuántica que permite que los qubits existan en múltiples estados simultáneamente.

Como resultado, los qubits pueden realizar una gran cantidad de cálculos al mismo tiempo, acelerando drásticamente la resolución de problemas complejos.

La comunidad de investigación cuántica todavía está en la milla uno de un maratón para demostrar la practicidad cuántica, un punto de referencia contra el cual la comunidad de investigación cuántica puede determinar si un sistema cuántico puede ofrecer un rendimiento que cambie el juego para resolver problemas del mundo real. La inversión de Intel en computación cuántica cubre el conjunto completo de hardware y software en la búsqueda del desarrollo y comercialización de un sistema cuántico práctico y comercialmente viable.

Por qué es importante Horse Ridge:

Hasta la fecha, los investigadores se han centrado en construir sistemas cuánticos a pequeña escala para demostrar el potencial de los dispositivos cuánticos.

En estos esfuerzos, los investigadores han confiado en las herramientas electrónicas existentes y en los instrumentos informáticos de alto rendimiento a escala de bastidor para conectar el sistema cuántico dentro del refrigerador criogénico a los dispositivos computacionales tradicionales que regulan el rendimiento de qubit y programan el sistema.

Estos dispositivos a menudo están diseñados a medida para controlar qubits individuales, que requieren cientos de cables de conexión dentro y fuera del refrigerador para controlar el procesador cuántico.

Este extenso cableado de control para cada qubit dificultará la capacidad de escalar el sistema cuántico a los cientos o miles de qubits requeridos para demostrar la practicidad cuántica, sin mencionar los millones de qubits requeridos para una solución cuántica comercialmente viable.

Con Horse Ridge, Intel simplifica radicalmente la electrónica de control requerida para operar un sistema cuántico.

Reemplazar estos voluminosos instrumentos con un sistema en chip (SoC) altamente integrado simplificará el diseño del sistema y permitirá técnicas sofisticadas de procesamiento de señal para acelerar el tiempo de configuración, mejorar el rendimiento de qubit y permitir que el sistema escale eficientemente a mayores cantidades de qubit.

Más acerca de Horse Ridge:

Horse Ridge es un SoC de señal mixta altamente integrado que lleva los controles qubit al refrigerador cuántico, lo más cerca posible de los qubits.

Reduce efectivamente la complejidad de la ingeniería de control cuántico de cientos de cables que entran y salen de un refrigerador a un solo paquete unificado que opera cerca del dispositivo cuántico.

Diseñado para actuar como un procesador de radiofrecuencia (RF) para controlar los qubits que operan en el refrigerador, Horse Ridge está programado con instrucciones que corresponden a las operaciones básicas de qubit.

Traduce esas instrucciones en pulsos electromagnéticos de microondas que pueden manipular el estado de los qubits.

Nombrado por de las regiones más frías de Oregón, el chip de control Horse Ridge fue diseñado para operar a temperaturas criogénicas, aproximadamente 4° Kelvin. Para poner esto en contexto, 4° Kelvin es apenas más cálido que el cero absoluto, una temperatura tan fría que los átomos casi dejan de moverse.

Esta hazaña es particularmente emocionante a medida que Intel avanza en su investigación en qubits de spin de silicio, que tienen el potencial de operar a temperaturas ligeramente más altas que las que requieren los sistemas cuánticos actuales.

Hoy, una computadora cuántica opera en el rango de milikelvin, solo una fracción de un grado por encima del cero absoluto.

Pero los qubits de giro de silicio tienen propiedades que podrían permitirles operar a 1 Kelvin o temperaturas más altas, lo que reduciría drásticamente los desafíos de refrigerar el sistema cuántico.

A medida que avanza la investigación, Intel apunta a que los controles criogénicos y los qubits de spin de silicio funcionen al mismo nivel de temperatura. Esto permitirá a la compañía aprovechar su experiencia en empaques avanzados y tecnologías de interconexión para crear una solución con los qubits y controles en un paquete simplificado.

 

 

Por Marcelo Lozano – General Publisher IT Connect Latam