Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Intel heeft saamen met QuTech een geïntegreerd circuit ontworpen en gefabriceerd dat bij extreem lage temperaturen werkt en qubits aan kan sturen. Dit maakt de weg vrij voor de integratie van qubits, de bouwstenen van een quantumcomputer, en hun besturingselektronica op één chip. De onderzoekers presenteerden hun resultaten tijdens de ISSCC conferentie in San Francisco.

Quantumcomputers
"Dit resultaat brengt ons dichter bij een grootschalige quantumcomputer, die problemen op kan lossen die zelfs voor de krachtigste supercomputers te complex zijn. Oplossingen voor die problemen kunnen een grote impact hebben op het dagelijks leven, bijvoorbeeld in de geneeskunde of de energiesector," aldus teamleider Fabio Sebastiano van QuTech en de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica.

 
Het team in het lab naast de cryogene koelkast die de qubit en Horse Ridge bevat. De uitvoer van Horse Ridge is zichtbaar op het scherm rechtsonder. Van boven naar beneden, van links naar rechts: Bishnu Patra, Jeroen van Dijk, Xiao Xue, Fabio Sebastiano (met de qubits), Lieven Vandersypen, Masoud Babaie (met Horse Ridge).

Extreme temperaturen
"Er zijn veel uitdagingen die moeten worden opgelost voordat we een werkende, grootschalige quantumcomputer hebben," vertelt Sebastiano. "De quantuminformatie die is opgeslagen in qubits kan namelijk snel vervallen en onbruikbaar worden, tenzij de qubits worden afgekoeld tot temperaturen die zeer dicht bij het absolute nulpunt liggen (-273 graden Celsius, of 0 Kelvin). Om deze reden werken qubits meestal in speciale koelkasten bij temperaturen tot 0,01 K. De qubits worden echter gecontroleerd door conventionele elektronica die bij kamertemperatuur werkt."

Schaalvergroting
Er is op dit moment per qubit één draad nodig om deze te verbinden met de besturingselektronica. Dit is goed te doen voor het kleine aantal qubits dat nu in gebruik is, maar onpraktisch voor de miljoenen qubits die nodig zijn voor toekomstige quantumcomputers. "Het is alsof je een foto neemt met de 12-megapixelcamera van je mobiele telefoon, en vervolgens probeert om elk van de miljoen pixels afzonderlijk aan te sluiten op een aparte elektronisch circuit," zegt Sebastiano. "Dat is natuurlijk niet mogelijk. Voor qubits geldt hetzelfde. Een oplossing voor dit probleem is het ontwerpen van elektronica die werkt bij extreem lage (cyrogene) temperaturen, zodat ze zo dicht mogelijk bij de qubits kunnen worden geplaatst."


Horse Ridge, klaar om te worden geïnstalleerd in de cryogene koelkast.

Horse Ridge
QuTech werkte samen met Intel om precies deze uitdaging aan te gaan. Het resultaat heet Horse Ridge - een geïntegreerd circuit dat is vernoemd naar één van de koudste plekken in Oregon. Sebastiano: "We hebben een CMOS-geïntegreerd circuit ontworpen en gefabriceerd dat tot 128 qubits kan aansturen. Het circuit kan bij 3 K (-270 °C) werken; het is dus een cryo-CMOS-circuit."

CMOS (complementary metal oxide semiconductor) is dezelfde technologie die gebruikt wordt voor standaard microprocessoren. Het gebruik van CMOS maakt het dus mogelijk om complexe schakeling met miljarden componenten betrouwbaar te fabriceren - precies wat nodig is voor grootschalige quantumcomputers.

Geïntegreerd circuit en qubit
De onderzoekers toonden experimenteel de goede werking van het geïntegreerde circuit aan en lieten zien dat Horse Ridge een echte spin qubit aan kan sturen. Spin qubits behoren tot de veelbelovende qubit-kandidaten voor een grootschalige quantumcomputer. Sebastiano: "Dit is het meest complexe cryo-CMOS-circuit ooit gepresenteerd, en bovendien de eerste die een spin qubit kan aansturen."

Eén chip
De volgende uitdaging is het dichten van het resterende temperatuurverschil. "Spin-qubits zullen naar verwachting kunnen functioneren bij iets hogere temperaturen dan nu, boven de 1,5 K," vertelt Sebastiano. "Ons cryo-CMOS-circuit werkt nu bij 3 K. Als we dit temperatuurverschil kunnen overbruggen, kunnen we qubits en hun besturingselektronica in hetzelfde pakket of op dezelfde chip integreren. Dit levert een uiterst compact systeem op."

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> € 500.000 beschikbaar vo...
> 1.8 miljoen voor onderzoek...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Gaan we open?

De grote sprong?

De zin van goede specificaties en beschrijvingen

Toon alle columns / opinies

advertorial

RS Components is meer dan een webshop

Whitepaper

De rol van sensoren in IIoT
Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Advertorial

DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?
Omvormer, spanningsdeler, lineaire stabilisator - wat moet ik kiezen?
Lees verder

advertorial

Verwen jezelf met een GRATIS Fluke 
Je verdient iets extra's na een moeilijke periode.
Als je dit voorjaar een Fluke-instrument via een erkende distributeur koopt, ontvang je een gratis Fluke-instrument!
kijk snel op www.fluke.nl/freefluke

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Advertorials

Binder Nederland B.V.
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Vacatures

Siemens Nederlands N.V.
Lead Engineer Electrical 
Meer informatie

Bedrijf in beeld

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

AVE Added Value Electronics

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Corona-crisis

Ondernemersinformatie over de Corona-crisis
Speciaal voor ondernemers, bedrijven en zzp'ers is er specifieke informatie omtrent de Corona-crisis te vinden (over o.a. de verschillende pakketten aan noodmaatregelen die het kabinet getroffen heeft).
Websites met meer informatie: 

• Rijksoverheid
• FHI
• Brainport Eindhoven
• Kamer van Koophandel
• Coronavirus en internationaal ondernemen
• Belastingdienst
• mkb
• kvk
• vng
• vno-ncw
• Rijksdienst voor Ondernemend Nederland
• FEDA
• Koninklijke Metaalunie

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.