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Intel progetta un chip quantistico in silicio

Intel ha investito nello sviluppo di computer quantistici che usano spin qubit in silicio realizzati con una tecnica simile a quella dei chip tradizionali.

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Il calcolo quantistico consentirà in futuro di risolvere problemi che i tradizionali computer non possono gestire, ma la ricerca è ancora nelle fasi iniziali. È necessario innanzitutto scegliere l’architettura più adatta e quindi la forma dei processori quantistici. Intel ha comunque deciso di seguire due strade, una più complessa e una più semplice da mettere in pratica. Entrambe prevedono la collaborazione di QuTech, un centro di ricerca olandese.

La forma più nota di processore quantistico è quella basata sui qubit supercoduttori. Recentemente Intel ha annunciato il chip Tangle Lake a 49 qubit. Questa tecnologia necessita di temperature molto basse (vicine allo zero assoluto) ed è estremamente sensibile alle interferenze esterne. L’architettura alternativa prende il nome di spin qubit e sfrutta il silicio, lo stesso semiconduttore usato per i tradizionali transistor. La potenza quantistica è basata sullo spin di un singolo elettrone su un dispositivo di silicio e il controllo del movimento con piccoli impulsi a microonde.

Gli elettroni possono ruotare in due direzioni, alle quali viene assegnato un valore binario (0 e 1), ma possono anche essere in “sovrapposizione”, ovvero avere la probabilità di ruotare nelle due direzioni contemporaneamente, consentendo di elaborare un’enorme quantità di dati ad una velocità inimmaginabile per i computer tradizionali. I vantaggi rispetto ai qubit superconduttori sono almeno tre.

Innanzitutto i spin qubit hanno una dimensione inferiore e un tempo di coerenza maggiore, quindi è più semplice progettare un sistema con milioni di qubit. Gli spin qubit in silicio operano inoltre a temperature più elevate (1 kelvin invece che 20 millikelvin) e ciò riduce la complessità dei sistemi, consentendo l’integrazione dell’elettronica di controllo più vicino al processore. Terzo e più importante vantaggio è la possibilità di usare processi produttivi simili a quelli dei transistor tradizionali.

QuTech ha già realizzato un computer con due spin qubit che può essere programmato con due semplici algoritmi quantistici, mentre Intel ha sviluppato un processo di fabbricazione che utilizza wafer isotopicamente puri da 300 millimetri, come quello visibile nell’immagine all’inizio dell’articolo.

Fonte: Intel