Intel Horse Ridge II, controllo quantico criogenico

Nella cornice dell’appuntamento Labs Day l’annuncio di Horse Ridge II, il chip di Intel per il controllo quantico criogenico successore di quello presentato nel mese di febbraio. Secondo l’azienda si tratta di un passo in avanti importante nell’ottica di superamento dei limiti di impiego su larga scala dell’informatica quantistica.

Intel presenta il chip Horse Ridge II al Labs Day

Sulla base delle innovazioni già introdotte la componente supporta capacità potenziate e livelli più elevati di integrazione per un controllo avanzato del sistema quantistico. Una novità definita importante poiché gli attuali sistemi quantici utilizzano elettronica a temperatura ambiente con molti cavi coassiali diretti verso il chip qubit all’interno di un refrigeratore a diluizione, approccio non adatto a gestire un numero elevato di qubit a causa delle dimensioni, del costo, del consumo energetico e del carico termico del refrigeratore.

Già con il primo Horse Ridge è stata semplificata notevolmente la necessità di disporre di molteplici rack di apparecchiature e migliaia di cavi che entrano ed escono dal refrigeratore facendo leva su un SoC (System-on-Chip) altamente integrato. Horse Ridge II impiega il qubit drive in grado di generare impulsi a radiofrequenza per manipolare lo stato del qubit. Questo il commento di Jim Clarke, Director of Quantum Hardware di Intel.

Con Horse Ridge II, Intel continua a guidare l’innovazione nel campo dei controlli quantici criogenici, grazie alle nostre approfondite competenze interdisciplinari tra il team di progettazione dei circuiti integrati, i Lab e il team di sviluppo tecnologico. Riteniamo che aumentare il numero di qubit senza tenere conto delle complessità nel cablaggio che ne risultano sia paragonabile ad avere un’auto da corsa ed essere sempre imbottigliati nel traffico.

Horse Ridge II è implementato utilizzando la tecnologia FinFET a 22 nm a basso consumo con funzionamento provato a una temperatura di 4 kelvin mentre oggi un computer quantistico opera nella gamma dei millikelvin, solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto. L’aggiunta di un microcontrollore programmabile nel circuito integrato consente di fornire livelli più elevati di flessibilità e controlli sofisticati attraverso tecniche di elaborazione del segnale digitale per eseguire filtri aggiuntivi sugli impulsi, contribuendo a ridurre la diafonia tra i qubit. Prosegue Clarke.

Horse Ridge II rende ancora più agile il controllo dei circuiti quantici e ci aspettiamo che questo ulteriore progresso porti una maggiore fedeltà e minore consumo di energia, facendoci compiere un altro passo verso lo sviluppo di un circuito integrato quantico “senza traffico”.

Queste le due nuove funzioni implementate che aprono la strada a un’ulteriore integrazione nel SoC di controlli elettronici esterni che operano all’interno del refrigeratore criogenico:

• Lettura dei qubit: garantisce la capacità di leggere lo stato corrente del qubit permettendo di rilevarne lo stato su chip a bassa latenza senza memorizzare grandi quantità di dati, risparmiando così memoria ed energia;
• Multigate pulsing: controllo simultaneo del potenziale di molte porte di qubit per letture efficaci, correlazione (entanglement) dei qubit e funzionamento di molteplici qubit aprendo la strada verso la scalabilità.

Il prossimo appuntamento con le novità Intel su questo fronte è fissato per il febbraio 2021 quando andrà in scena l’evento ISSCC (International Solid-State Circuits Conference).