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欧盟利益相关者启动计划,以增加量子处理器的生产

2021年2月12日经过泰勒·夏邦诺(Tyler Charboneau)

由赠款资助的QLSI项目将评估硅旋转量子台作为制造平台的功效。为什么这项技术以及它具有什么优势?

为了进一步发展到量子年龄,正在进行各种项目将计算提升到一个新的水平。在12月成立了一个财团之后,欧盟利益相关者发起了努力,以增强量子处理器的生产。

与硅(QLSI)项目的量子大规模集成和基于超导码位(GEQCOS)项目的德国量子计算机正在针对制造和设计以制造量子计算在更大范围内可能。

QLSI项目的概述

QLSI项目欧盟的FET旗舰计划,强调大规模的科学技术进步。大小的量子整合的任何进步都应具有积极的创新,经济和社会影响。

由于量子计算福利可能很大,因此欧盟参与者已向该项目投入了近1500万欧元。在大学,研究机构和微电子制造商的支持下,QLSI项目将从16个Qubit的处理器开始,并致力于大规模的1,000个Qubit Systems,这些系统将很快到2024年8月。

QLSI项目是Mos-Quito(基于MOS的量子信息技术)项目- 产生了多个冷冻-CMOS示范,55份出版物和7项专利。由于QLSI项目的资金超过三倍,因此利益相关者很高兴看到哪些进步将是最有益的。

MOS-QUITO项目的量子芯片

Mos-Quito项目的量子芯片。图像由Mos-Quito项目。

克服生产挑战

QLSI项目的主张很简单:为什么不利用现有的制造过程和资源来制作量子芯片?该技术用于MOS-QUITO项目,该项目在创建硅旋转Qubs时利用了300毫米CMOS制造线。

尽管项目Mos-Quito的创新计划,该项目协调员Silvano de Franceschi指出,需要改进的制造过程来闯入。制造问题和设备打ic会导致一些延误。

因此,设计在接近零开尔文的温度下有效运行的电路很棘手。如果温度不够低,则存储在量子位内的量子信息很快就变得无法使用。这些电子设备必须承受重复的冷却周期 - 在某些情况下会通过注射超冷的液氦气。

量子芯片中实现的量子状态等效于传统的计算机二进制:0和1。量子计算机在编码信息时在这些状态之间来回波动。这些状态容易受到温度的影响。因此,变暖基本上会导致数据损坏。

描绘量子状态的图像

(a)在bloch球体中表示的量子,其中指向箭头表示|0⟩状态并指向其表示|1⟩状态。(b)作用于初始量子的一个Qubit Hadamard门。图像克莱门·戈德夫林(ClémentGodfrin)

盲目制作Qubit处理器原型不是解决此障碍的最佳方法。这是昂贵且容易出错的。但是,有证据表明,各种温度下的量子模拟可以将研究人员指向正确的方向。围绕关键性能标准(和合适的操作条件)设计将有助于消除方程式的猜测。

最后,硅芯片短缺由于19号高需求震惊了许多行业。尽管硅在地壳中仍然很丰富,但制造商必须平衡研究与客户的产出需求。这些新的量子处理器将依靠现有的硅晶片。

GEQCOS的帮助

无疑存在量子芯片的生产问题。传统制造范围之外的特殊考虑将决定QLSI项目的未来成功。制作要容易得多量子处理器小规模;但是,这可能会很快通过简化量子量生产而改变。

量子图

量子图的图。屏幕截图使用IBM

值得庆幸的是,德国与QLSI项目同时进行的其他研究正在补充这一努力。正如我们最近讨论的那样,GEQCOS(基于超导Qubit的德国量子计算机)是一个为期四年的项目,可通过量子质量,连通性和单个量子位之间的连接途径来改善量子微电子。

GEQCOS背后的小组计划使用新颖的材料来提高可重复性。此外,在评估性能增强功能时,团队将对硬件软件串联串联置于独特的重视。

因此,电气工程师将需要创建与现有系统配对的芯片。不仅必须随着量子系统的扩展,还必须提高生产规模。硬件专家必须在制定计算界的下一个大解决方案的同时,在制造能力与制造能力之间取得平衡。