Um das Quantencomputing weiter voranzutreiben, stellt Intel seinem niederländischen Partner Qutech einen supraleitenden 17-Qubit Testchip mit verbessertem Packaging zur Verfügung. Das spezielle Design des neuen Chips ermöglicht die Produktion einer höheren Stückzahl bei gleichzeitiger Steigerung der Leistung.
Die beiden Partner, die seit 2015 zusammenarbeiten, verzeichnen rasante Fortschritte bei der Entwicklung von Quantencomputersystemen. Daran haben sowohl die Halbleiterfertigung als auch die Materialwissenschaft einen wichtigen Anteil.
Quantencomputing: Großes Potenzial – große Herausforderungen
Bei der Erforschung von Quantencomputern sind viele Herausforderungen zu bewältigen, etwa die Stabilisierung und Vereinheitlichung der hochempfindlichen Quantum Bits (kurz Qubits), die Quantencomputer nutzen und die gleichzeitig mehrere Zustände einnehmen können. Dadurch wird die gleichzeitige Ausführung mehrerer Rechenoperationen auf einem Chip ermöglicht. Schon die kleinste akustische Beeinflussung kann zu Datenverlusten führen.
Ebenso spielt die Temperatur eine wichtige Rolle. Diese sollte stets bei etwa 20 Millikelvin liegen. Aufgrund dieser extremen Bedingungen hat das Packaging von Qubits einen entscheidenden Einfluss auf ihre Leistung.
Intel arbeitet intensiv am Ausbau von Design- und Packaging-Technologien, um möglichst perfekte Bedingungen für die empfindlichen Komponenten zu schaffen. Der 17-Qubit Testchip, der in etwa so groß wie eine 50-Cent-Münze ist (mit Packaging etwas größer als ein Zwei-Euro-Stück) verfügt deshalb über folgende verbesserte Designmerkmale:
Eine neue Architektur, die für höhere Zuverlässigkeit, bessere thermische Leistung und weniger Beeinträchtigung der Radiofrequenz zwischen den Qubits sorgt.
Ein skalierbares Verbindungsschema, das im Vergleich zu mit Drahtbonden verbundenen Chips eine 10- bis 100-fach höhere Input-/Output-Signaldichte für den Chip ermöglicht.
Verbesserte Prozesse, Materialien und Konstruktionsentwürfe, die Intels Packaging-Technik skalierbar an integrierte Quantenschaltkreise anpassen, die wesentlich größer sind als herkömmliche Siliziumchips.
Entwicklung des Quantencomputings schreitet voran
Dank der Quantenforschung von Intel ist Qutech inzwischen in der Lage, Workloads auf Quantenalgorithmen zu simulieren. Zu diesem Zweck liefert Intel regelmäßig Qubit-Testchips. Auf Basis des neuen 17-Qubit-Testchips kann Qutech sich auf die Kontrolle mehrerer, verbundener Qubits einschließlich entsprechender Messungen konzentrieren. Das Ziel ist es, ein Schema zur Fehlerkorrektur sowie ein logisches Qubit zu schaffen.
