In occasione dell’Intel Labs Day, Intel ha presentato Horse Ridge II, il suo chip per il controllo criogenico di seconda generazione. Basandosi sulle innovazioni introdotte con il controller Horse Ridge di prima generazione, presentato nel 2019, Horse Ridge II supporta capacità potenziate e livelli più elevati di integrazione per un controllo sofisticato del sistema quantistico. Le nuove caratteristiche comprendono la capacità di manipolare e leggere gli stati del qubit e di controllare il potenziale di diversi gate necessari per correlare molteplici qubit.

Jim Clarke, direttore di Quantum Hardware, Components Research Group, presso Intel, ha affermato:

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 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’.

Horse Ridge II si basa sulla capacità, nota come qubit drive, del SoC di prima generazione di generare impulsi a radiofrequenza per manipolare lo stato del qubit. Presenta due nuove funzioni di controllo, aprendo la strada a un’ulteriore integrazione nel SoC di controlli elettronici esterni che operano all’interno del refrigeratore criogenico.

L’aggiunta di un microcontrollore programmabile che opera all’interno del circuito integrato consente a Horse Ridge II di fornire livelli più elevati di flessibilità e controlli sofisticati nel modo in cui vengono eseguite le tre funzioni di controllo. Il microcontrollore utilizza tecniche di elaborazione del segnale digitale per eseguire filtri aggiuntivi sugli impulsi, contribuendo a ridurre la diafonia tra i qubit.

Horse Ridge II è implementato utilizzando la tecnologia Intel FinFET a 22nm a basso consumo (22FFL) e il suo funzionamento è stato provato a una temperatura di 4° kelvin. Oggi, un computer quantistico funziona nella gamma dei millikelvin, solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto. Ma gli spin qubit in silicio – base del lavoro di Intel nel calcolo quantico – hanno proprietà che potrebbero consentire loro di funzionare a temperature di 1 kelvin o superiori, il che ridurrebbe significativamente i problemi di refrigerazione del sistema quantistico.

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