В понедельник компания Intel опубликовала пресс-релиз, в котором сообщила о начале проведения экспериментов с квантовыми кремниевыми процессорами на спиновых кубитах. В документе говорится, что выпущен самый миниатюрный в мире кремниевый спиново-кубитовый чип с одним кубитом. Роль кубита играет одиночный электрон (его спин может считаться, как в положении 1, 0, так и в суперпозиции). Ловушка для электрона в ширину около 50 нм. Её без электронного микроскопа не разглядеть. Зато "проводную" обвязку ловушки, которая соединяет кубит с другими кубитами и управляющей электроникой, видны невооружённым взглядом.
Спиново-кубитовые чипы выпускаются на заводе D1D Fab компании в Орегоне — там же и на том же оборудовании, где и которое выпускает обычные процессоры Intel. В этом компания видит своё предназначение в истории развития квантовых вычислительных систем. Она намерена с выпуска обычных процессоров перейти на производство кремниевых квантовых процессоров не меняя или не сильно меняя технологические процессы. С учётом малых размеров ловушки, на срезе человеческого волоса, утверждают в компании, можно разметить до 1500 спиновых кубитов. Это отличные перспективы масштабирования.
В пресс-релизе компания не стала публиковать каких-либо подробностей о разработке. Ранее сообщалось, что для производства квантовых процессоров на спиновых кубитах используются изотопно чистые кремниевые пластины. Скорее всего, речь идёт об одном и том же. Чуть больше о разработке рассказал глава "квантовой" группы компании Джим Кларк (Jim Clarke) в интервью изданию IEEE Spectrum. Интервью месячной давности, но опубликовано оно 8 июня явно к свежему анонсу Intel.
Итак, по словам технического руководителя Intel, каждую неделю компания выпускает около пяти 300-мм пластин с процессорами на спиновых кубитах. Это кажется мизерным количеством, но в пересчёте на "кубиты" по объёму производства никто в этом мире не сравнится с Intel. Чипы выпускаются в виде 3-, 7-, 11- или 26-кубитных сборок (откуда тогда в пресс-релизе появилось упоминание об 1-кубитном чипе, непонятно). Чипы на спиновых кубитах уже поставляются для экспериментов научным партнёрам компании, в частности — в институт QuTech. Последний уже отметился научной публикацией, в которой рассказал о произвольно программируемой спиновой 2-кубитовой системе.
Следует напомнить, что Intel также разрабатывает направление сверхпроводящих кубитов и выпускает семейство квантовых процессоров Tangle Lake с числом кубитов до 49 штук. Эта технология отличается от спиновых кубитов и не может масштабироваться так же хорошо, как на единичных ловушках электронов. По мнению Intel, сверхпроводимые кубиты могут достичь 1000 штук на процессор, тогда как спиновые кубиты могут достигать миллионов штук на процессор.
Также имеется разница в обвязке этих двух решений, в архитектуре "компьютеров" на их основе и в рабочих температурах. Процессоры Tangle Lake позволяют строить квантовые компьютеры вокруг них, а процессоры на спиновых кубитах — внутри них. Процессоры Tangle Lake, как и другие решения на сверхпроводящих кубитах, не могут считаться чем-то абсолютно новым и изучаются в виде квантовых вычислителей уже лет 10 или около того. Системы на спиновых кубитах очень молоды и эксперименты с ними охватывают связь всего двух кубитов.
Сейчас в Intel разрабатывают архитектуру процессоров на спиновых кубитах и изучают вопросы создания управляющей электроники, способной функционировать при температуре около 1 K. Процессоры Tangle Lake вынуждены работать при температуре много меньше — около абсолютного нуля (до 20 мК). Для сверхнизких температур это очень большая разница при организации систем охлаждения. Спиновые кубиты потребуют менее сложную установку для создания рабочих температур. В конечном итоге в компании ожидают, что обе технологии сольются в одну. Произойдёт это через 5-10 лет. Может позже.