A startup de computação quântica americana Psiquantum anunciou na semana passada que quebrou um quebra -cabeça significativo no caminho para tornar a tecnologia útil: fabricar chips quânticos em grandes quantidades.
Psiquantum saiu do modo furtivo em 2021 com um sucesso de bilheteria anúncio de financiamento. Isto seguido com mais dois ano passado.
A empresa usa a chamada computação quântica “fotônica”, que há muito é imprópria como impraticável.
A abordagem, que codifica dados em partículas individuais de luz, oferece algumas vantagens convincentes-ruído de baixa, operação em alta velocidade e compatibilidade pure com as redes de fibra óptica existentes. No entanto, foi retido por demandas extremas de {hardware} para gerenciar o fato de os fótons voarem com velocidade ofuscante, se perder e serem difíceis de criar e detectar.
Psiquantum agora afirma ter abordado muitas dessas dificuldades. Na semana passada, em um novo Artigo revisado por pares publicado em Naturezaa empresa revelou {hardware} para computação quântica fotônica que, segundo eles, pode ser fabricada em grandes quantidades e resolve o problema de ampliar o sistema.
O que há em um computador quântico?
Como qualquer computador, os computadores quânticos codificam informações em sistemas físicos. Enquanto os computadores digitais codificam bits (0s e 1s) em transistores, os computadores quânticos usam bits quânticos (qubits), que podem ser codificados em muitos sistemas quânticos em potencial.
Os computadores quânticos supercondutores requerem uma elaborada plataforma de resfriamento para mantê -los em temperaturas próximas ao zero absoluto. Crédito da imagem: Rigetti
Os queridos do mundo da computação quântica têm sido tradicionalmente circuitos supercondutores que funcionam em temperaturas próximas a zero absoluto. Estes foram defendidos por empresas como GoogleAssim, IBMe Rigetti.
Esses sistemas atraíram manchetes reivindicando “supremacia quântica”(Onde os computadores quânticos vencem computadores tradicionais em alguma tarefa) ou a inauguração de“utilitário quântico”(Isto é, na verdade computadores quânticos úteis).
Em um segundo próximo no jogo de manchete, Ionq e Honeywell estão perseguindo Computação quântica de íons presos. Nesta abordagem, os átomos carregados são capturados em armadilhas eletromagnéticas especiais que codificam qubits em seus estados de energia.
Outros candidatos comerciais incluem átomo neutro qubits, baseado em silício qubits, intencional defeitos em diamantese não tradicional Codificações fotônicas.
Tudo isso está disponível agora. Alguns estão à venda com enormes preços e outros são acessíveis através da nuvem. Mas um aviso justo: eles são mais para experimentação do que a computação hoje.
Falhas e como tolerá -las
Os bits individuais em seus computadores digitais são extraordinariamente confiáveis. Eles podem experimentar uma falha (um 0 inadvertidamente vira para um 1, por exemplo) uma vez em cada trilhão de operações.
A nova plataforma da Psiquantum possui recursos impressionantes, como guias de ondas de nitreto de silício de baixa perda, detectores de resolução de fótons de alta eficiência e interconexões quase sem perda.
A Companhia relata uma taxa de erro de 0,02 % para operações de um fairly único e 0,8 % para a criação de dois quits. Isso pode parecer números bastante pequenos, mas são muito maiores que a taxa de erro efetivamente zero do chip no seu smartphone.
No entanto, esses números rivalizam com os melhores qubits hoje e são surpreendentemente encorajadores.
Um dos avanços mais críticos no sistema Psiquantum é a integração de Computação quântica baseada em fusão. Este é um modelo que permite que os erros sejam corrigidos mais facilmente do que nas abordagens tradicionais.
Os desenvolvedores quânticos de computadores querem alcançar o que é chamado de “tolerância a falhas”. Isso significa que, se a taxa de erro básica for abaixo de um certo limiaros erros podem ser suprimidos indefinidamente.
As reivindicações das taxas de erro “abaixo do limite” devem ser atendidas com ceticismo, pois geralmente são medidas em alguns qubits. Um computador quântico prático seria um ambiente muito diferente, onde cada qubit teria que funcionar ao lado de um milhão (ou um bilhão, ou um trilhão) de outros.
Este é o desafio elementary da escalabilidade. E enquanto a maioria das empresas de computação quântica está enfrentando o problema desde o início-construindo qubits individuais e juntando-os-a Pesquantum está adotando a abordagem de cima para baixo.
Primeiro pensamento em escala
A Psiquantum desenvolveu seu sistema em parceria com o fabricante de semicondutores GlobalFoundries. Todos os componentes-chave-fontes e detectores de fótons, portões lógicos e correção de erros-são integrados no chip único baseado em silício.
Psiquantum diz A GlobalFoundries já ganhou milhões de chips.
Um diagrama mostrando os diferentes componentes do chip fotônico de Psiquantum. Crédito da imagem: Psiquantum
Ao fazer uso de técnicas já usadas para fabricar semicondutores, Psiquantum afirma ter resolvido o problema de escalabilidade que tem atormentado as abordagens fotônicas há muito tempo.
Psiquantum está fabricando suas fichas em uma fundição comercial de semicondutores. Isso significa que a escala para milhões de qubits será relativamente direta.
Se a tecnologia da Psiquantum cumprir sua promessa, ela poderá marcar o início da primeira period verdadeiramente escalável da Quantum Computing.
Um computador quântico fotônico tolerante a falhas teria grandes vantagens e mais requisitos de energia.
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