Intel Presenta su Nuevo Chip Cuántico #Uninter #ESCAT #Intel - Escuela de Ciencias, Artes y Tecnología

Intel acaba de anunciar el lanzamiento de su nuevo chip de computación cuántica, al que llama ‘Tunnel Falls’.

La computación cuántica será una de las revoluciones más importantes en el ámbito de la computación. Los bits tradicionales (0 o 1), que se representan en transistores convencionales, darán lugar a los qubits con los que conseguir potencias de cálculo muy superiores a las de los procesadores actuales gracias a su crecimiento exponencial.

Una computadora clásica está limitada fundamentalmente porque cada transistor solo puede existir en uno de dos estados, cero o uno. Cada computadora que usas se basa en este principio, pero un bit cuántico (o “qubit”) puede existir en múltiples estados, lo que acelera rápidamente ciertos tipos de aplicaciones informáticas.

Las compañías más importantes relacionadas con la computación tradicional llevan tiempo ya investigando y desarrollando sus propias tecnologías y dispositivos para la era de la computación cuántica, e Intel es una de ellas. La compañía ya había desvelado su primer controlador Horse Ridge para computación cuántica criogénica y ahora presenta su primer chip cuántico para investigación: Tunnel Falls.

Los qubits son extremadamente frágiles, lo que los hace propensos a errores y difíciles de escalar. Es por eso que los expertos sugieren que la computación cuántica práctica aún está a años de distancia. Esto se debe en particular a que, a diferencia de la computación clásica, que casi exclusivamente existe en forma de circuitos integrados y transistores en un microchip, en realidad existen múltiples soluciones de hardware potenciales para la computación cuántica, cada una con sus propias ventajas y desventajas.

Tunnel Falls

Existen diferentes aproximaciones a la problemática de la computación cuántica (Bucles de superconductores, trampas iónicas, qubits topológicos, qubits fotónicos, etc.) , y la que ha tomado Intel con Tunnel Falls es la de Silicon Quantum Dots, es decir, utilizar el Silicio como base para su sistema de Spin Qubits en un chip de 12 qubits escalable y que, además, se puede configurar para utilizar menos qubits para tareas de investigación.

Jim Clarke, director of Quantum Hardware de Intel, ha comentado:

«Tunnel Falls es el chip de qubit de espín de silicio más avanzado de Intel hasta la fecha y aprovecha las décadas de experiencia de la empresa en diseño y fabricación de este tipo de transistores. El lanzamiento del nuevo chip es el siguiente paso en la estrategia de Intel para construir un sistema de computación cuántica comercial completo.

Aunque todavía quedan cuestiones y retos fundamentales por resolver en el camino hacia un ordenador cuántico tolerante a fallos, la comunidad académica puede ahora explorar esta tecnología y acelerar el desarrollo de la investigación».

La compañía ha conseguido un yield (número de chips funcionales por oblea) del 95%, una cifra muy alta y que representa los chips donde los 12 qubits son 100% funcionales. Por cada oblea de 300 mm se consiguen 24.000 puntos cuánticos para labores de investigación.

Para poder probar estas obleas, Intel ha desarrollado una maquinaria exclusiva encargada de reducir a temperaturas extremas bajo cero las obleas y poder realizar pruebas a temperaturas tan bajas como los -271,55 ºC

Spin Qubits

En los qubits de espín de silicio la información (el 0/1) se codifica en el espín (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 empleado en una línea de procesamiento lógico de semiconductores complementarios de óxido metálico estándar (CMOS, por sus siglas en inglés).

Intel cree que los qubits de espín de silicio son superiores a otras tecnologías de qubits por la sinergia que ofrece con los transistores de vanguardia. Al tener el tamaño de un transistor, son hasta un millón de veces más pequeños que otros tipos de qubits que miden aproximadamente 50 nanómetros cuadrados, lo que permite un escalado mucho más eficiente.

Por otro lado, la utilización de líneas de fabricación CMOS avanzadas permite a Intel utilizar técnicas innovadoras de control de procesos para mejorar el rendimiento y las prestaciones.

Por ejemplo, el dispositivo Tunnel Falls de 12 qubits tiene una tasa de rendimiento del 95% en toda la oblea y una uniformidad de voltaje similar a la de un proceso lógico CMOS, y cada oblea proporciona más de 24.000 dispositivos de puntos cuánticos. Estos chips de 12 puntos pueden formar de cuatro a 12 qubits que pueden aislarse y utilizarse en operaciones simultáneamente dependiendo de cómo opere la universidad o el laboratorio sus sistemas.

Futuro de la tecnología Cuántica en Intel

En cuanto a los planes finales de Intel para su tecnología cuántica, Clarke dice que es demasiado pronto para decirlo. Asegura que la compañía planea ofrecer una solución de computación cuántica de pila completa, pero se negó a mencionar si eso incluiría también soluciones de quantum-as-a-service como las que Microsoft y otros competidores están desarrollando.

“Primero construyamos el sistema cuántico y luego veremos”, afirma Clarke.