Startup Nano-Tech Diraq, we współpracy z Europejskim Instytutem IMEC, wykazał, że jego układy kwantowe oparte na krzemach utrzymują wysoką dokładność po wyprodukowaniu w standardowym otoczeniu produkcyjnym, co jest opracowaniem komputerów kwantowych. Współpraca między startupem UNSW Sydney a Nanoelectronics Institute Interuniversity Microelectronics Center (IMEC) wykazała, że układy kwantowe DiRAQ z taką samą niezawodnością, gdy jest wytwarzana na komercyjnej linii produkcji chipów półprzewodnikowych, ponieważ w eksperymentalnych warunkach laboratorium badawczego UNSW. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Natura 24 września zespoły poinformowały, że urządzenia zaprojektowane przez DiRAQ i wytworzone przez IMEC osiągnęły wierność ponad 99 procent w operacjach obejmujących dwa bity kwantowe lub „kubity”. Andrew Dzurak, profesor inżynierii UNSW oraz założyciel i dyrektor generalny Diraq, stwierdził, że przed tą pracą nie ustalono, czy wierność procesorów oparta na laboratorium można by powtórzyć w środowisku produkcyjnym. „Do tej pory nie udowodniono, że wierność procesorów oparta na laboratorium – co oznacza dokładność w świecie obliczeniowym kwantowym – może zostać przetłumaczona na warunki produkcyjne” – powiedział Dzurak. Wyjaśnił, że wyniki współpracy z IMEC usuwają tę niepewność. „Teraz jasne jest, że układy Diraq są w pełni kompatybilne z procesami produkcyjnymi, które istnieją od dziesięcioleci”. Ten wynik jest krokiem w kierunku procesorów kwantowych Diraq, który osiągnął tak zwaną skalę użyteczności. Termin ten opisuje punkt, w którym wartość komercyjna komputera kwantowego przewyższa koszty operacyjne. Osiągnięcie tego celu jest kluczową metryką ustanowioną przez Inicjatywę Benchmarking Quantum, program obsługiwany przez Agencję Projektów Badawczych Obrony Stanów Zjednoczonych (DARPA). Inicjatywa ma na celu ocenę, czy DiRAQ i 17 innych uczestniczących firm mogą spełnić próg skali użyteczności. Aby rozwiązać problemy poza pojemnością najbardziej zaawansowanych komputerów o wysokiej wydajności, komputery kwantowe w skali użyteczności będą musiały przechowywać i manipulować informacjami kwantowymi za pomocą milionów kubitów. Ta duża liczba jest wymagana do przezwyciężenia nieodłącznych błędów związanych z kruchym stanem kwantowym. „Osiągnięcie skali użyteczności w powiązaniach obliczeniowych kwantowych na znalezienie opłacalnego komercyjnie sposobu wytwarzania bitów kwantowych o wysokiej jakości”, skomentował Dzurak. Konieczność opłacalnej, na dużą skalę produkcji kubitów o wysokiej wierności jest głównym wyzwaniem w terenie. Silikon pojawił się jako wiodący materiał do budowy komputerów kwantowych, ponieważ pozwala na integrację milionów kubitów z jednym układem. Materiał ten działa również z istniejącym branżą mikroczipów bilionów dolarów, wykorzystując te same metody, które umieszczają miliardy tranzystorów na nowoczesnych układach komputerowych. „Współpraca Diraqa z IMEC wyjaśnia, że komputery kwantowe oparte na krzemach można budować poprzez wykorzystanie dojrzałego przemysłu półprzewodnikowego, który otwiera opłacalną ścieżkę do układów zawierających miliony pyłu, jednocześnie maksymalizując wierność” – powiedział Dzurak. Diraq wcześniej wykazał, że kubity wytwarzane w laboratorium akademickim mogą osiągnąć wysoką wierność podczas wykonywania bram logicznych dwóch kwadratów, które są podstawowymi elementami budowlanymi dla przyszłych komputerów kwantowych. Pozostałe pytanie brzmiało, czy ten poziom wierności można było odtworzyć, gdy kubiki zostały wyprodukowane w środowisku odlewni półprzewodników. „Nasze nowe odkrycia pokazują, że krzemowe kubity Diraqa można wytwarzać przy użyciu procesów, które są szeroko stosowane w odlewniach półprzewodnikowych, spełniając próg tolerancji uszkodzeń w sposób opłacalny i kompatybilny z branży” – zauważył Dzurak. Przed tym osiągnięciem DiRAQ i IMEC już wykazali, że kubity produkowane przy użyciu procesów CMOS-tej samej technologii stosowanej do budowania codziennych układów komputerowych-mogłyby wykonywać operacje jednokwajtu z 99,9 procentową dokładnością. Jednak bardziej złożone operacje dwupiętrowe, które mają kluczowe znaczenie dla osiągnięcia skali użyteczności, nie zostały jeszcze wykazane z wymaganą wiernością. Udana demonstracja wierności dwóch kwartalnych dotyczy tego konkretnego kamienia milowego technicznego. „To najnowsze osiągnięcie wyjaśnia sposób opracowania w pełni tolerancyjnego, funkcjonalnego komputera kwantowego, który jest bardziej opłacalny niż jakakolwiek inna platforma Qubit”, powiedział Dzurak.
