Hemos recibido una nota de prensa por parte de Intel, os la dejamos a continuación:
Intel presenta “Horse Ridge” para facilitar el desarrollo de ordenadores cuánticos comercialmente viables
Intel Labs ha presentado hoy el primer chip de control criogénico —denominado “Horse Ridge”— que acelerará el desarrollo de sistemas informáticos cuánticos completos. Horse Ridge permitirá controlar múltiples bits cuánticos (qubits) y establece una ruta clara hacia el escalado de sistemas mayores —un hito clave en el camino hacia la informática cuántica pragmática. Desarrollado conjuntamente con los socios de investigación de Intel en QuTech, una colaboración entre TU Delft y TNO (la Organización Neerlandesa para la Investigación Científica Aplicada), Horse Ridge ha sido producido empleando la tecnología 22FFL (FinFET Low Power) de 22nm de Intel. La fabricación de estos chips de control por parte de Intel acelerará de forma importante la capacidad de la empresa para diseñar, probar y optimizar un ordenador cuántico con viabilidad comercial.
«Aunque los propios qubits han atraído mucha atención, la capacidad de controlar múltiples qubits simultáneamente ha sido un reto para el sector. Intel reconoció que el control cuántico representaba el elemento clave del rompecabezas que debíamos resolver para lograr desarrollar un sistema cuántico comercial de gran escala. Por ese motivo, estamos invirtiendo en corrección de errores y controles cuánticos. Mediante Horse Ridge, Intel ha desarrollado un sistema de control escalable que nos permitirá acelerar las pruebas de manera significativa para lograr materializar el potencial de la informática cuántica».
–Jim Clarke, Director de Hardware Cuántico de Intel
La Importancia: en la carrera por materializar la capacidad y potencial de los ordenadores cuánticos, los investigadores se han centrado principalmente en la fabricación de qubits, construyendo chips de prueba para demostrar la capacidad exponencial de un número reducido de qubits operando de manera superpuesta. Sin embargo, durante los desarrollos iniciales de hardware cuántico—incluyendo el diseño, pruebas y caracterización del qubit spin de silicio de Intel y sistemas qubit superconductores— Intel identificó un importante cuello de botella en el camino hacia el desarrollo de informática cuántica a escala comercial: la electrónica de interconexión y control.
Mediante Horse Ridge, Intel ha introducido una solución elegante que permitirá a la empresa controlar múltiples qubits y establecer una senda clara hacia el escalado de futuros sistemas con mayores cantidades de qubits — un hito clave en el camino hacia el pragmatismo cuántico.
En qué consiste el pragmatismo cuántico: los ordenadores cuánticos prometen ofrecer el potencial para abordar problemas que los sistemas convencionales no pueden gestionar, aprovechando fenómenos de física cuántica que permiten a los qubits existir en múltiples estados de manera simultánea. Como resultado, los qubits pueden llevar a cabo un gran número de cálculos al mismo tiempo, acelerando de forma dramática la resolución de problemas complejos.
La comunidad de investigación cuántica todavía se encuentra en la primera milla de una maratón por demostrar el pragmatismo cuántico, un estándar que permitirá a la comunidad de investigación cuántica determinar si un sistema cuántico es capaz de ofrecer un rendimiento revolucionario para resolver problemas del mundo real. La inversión de Intel en informática cuántica abarca todo el espectro de hardware y software, en pos del desarrollo y comercialización de un sistema cuántico práctico y comercialmente viable.
La importancia de Horse Ridge: hasta ahora, los investigadores se han centrado en crear sistemas cuánticos de escala reducida para demostrar el potencial de los dispositivos cuánticos. Para estos proyectos, los investigadores se han basado en las herramientas electrónicas e instrumentos de informática de alto rendimiento de escala rack existentes para conectar el sistema cuántico en el interior del refrigerador criogénico a los dispositivos de informática tradicional que regulan el rendimiento de los qubits y programan el sistema.
A menudo, estos dispositivos se diseñan a medida para controlar qubits individuales, lo cual requiere cientos de cables de conexión en el interior y exterior del refrigerador para poder controlar el procesador cuántico. Este extenso cableado de control para cada qubit limita la capacidad de escalar los sistemas cuánticos hasta alcanzar los cientos o miles de qubits necesarios para demonstrar el pragmatismo cuántico, por no mencionar los millones de qubits que serán necesarios para desarrollar una solución cuántica comercialmente viable.
Mediante Horse Ridge, Intel ha simplificado radicalmente la electrónica de control necesaria para operar un sistema cuántico. Reemplazar los instrumentos voluminosos con sistemas en un chip (SoC) altamente integrados simplificará el diseño de los sistemas y permitirá emplear técnicas sofisticadas de procesamiento de señales para acelerar el tiempo de configuración, mejorar el rendimiento de los qubits y facilitar el escalado eficiente de los sistemas para incorporar mayores cantidades de qubits.
Más información acerca de Horse Ridge: Horse Ridge es un SoC altamente integrado con señal mixta que traslada el control de los qubits al interior del refrigerador cuántico, tan cerca de los propios qubits como resulta posible. Concretamente, reduce la complejidad de los elementos de ingeniería necesarios para el control cuántico, desde cientos de cables entrando y saliendo del refrigerador, a un único paquete unificado operando cerca del dispositivo cuántico.
Diseñado para actuar como un procesador de radiofrecuencia (RF) para controlar los qubits que operan en el interior del refrigerador, Horse Ridge se programa con las instrucciones correspondientes a operaciones de qubits básicas. El SoC convierte esas instrucciones en pulsos de microondas electromagnéticas capaces de manipular el estado de los qubits.
Nombrado por una de las regiones más frías del estado de Oregón, el chip de control Horse Ridge fue diseñado para operar a temperaturas criogénicas — aproximadamente 4 grados Kelvin. Para situar este dato en su contexto, 4 Kelvin es una temperatura ligeramente menos fría que el cero absoluto: el extremo de temperatura en el que los átomos prácticamente dejan de moverse.
Este logro resulta especialmente fascinante a medida que Intel avanza en la investigación relacionada con qubits spin de silicio, que tienen el potencial de operar a temperaturas ligeramente más elevadas que las requeridas por los actuales sistemas cuánticos.
En la actualidad, los ordenadores cuánticos operan en un rango de millikelvin — a tan solo una fracción de grado por encima del cero absoluto. Sin embargo, los qubits spin de silicio tienen propiedades que podrían permitir el funcionamiento a temperaturas de 1 Kelvin o más elevadas, lo cual reduciría de manera drástica los retos que implica refrigerar el sistema cuántico.
A medida que la investigación continúa avanzando, Intel se propone que los controles criogénicos y qubits spin de silicio operen al mismo nivel de temperatura. Esto permitirá a la compañía aprovechar su experiencia en paquetes avanzados y tecnologías de interconexión para crear una solución con qubits y controles en un único paquete optimizado.
