Un paso al frente en la industria de la informática cuántica

El sector de la informática cuántica está de enhorabuena. Intel Labs y Components Research han demostrado “el rendimiento y la uniformidad más elevados de la industria hasta la fecha” en materia de dispositivos de prueba de spin de silicio. Estos, según ha informado la propia compañía, han sido impulsados en las instalaciones de investigación y desarrollo de transistores de Intel, en el Gordon Moore Park, emplazado en el estado de Oregón. Un logro que representa un avance significativo para escalar y trabajar en la fabricación de chips cuánticos a gran escala.

Metodología

La investigación se llevó a cabo utilizando como chip de prueba de spin de silicio de segunda generación del fabricante de semiconductores estadounidense. Así, al probar los dispositivos en el Intel Cryoprober, un dispositivo de prueba de puntos cuánticos que funciona a temperaturas criogénicas, el equipo de investigadores logró aislar un total de doce puntos cuánticos y cuatro sensores. Este resultado, revelan desde la compañía que capitanea Pat Gelsinger, representa “el mayor dispositivo de ‘spin’ electrónico de silicio de la industria, con un solo electrón en cada lugar a lo largo de toda una oblea de silicio de 300 milímetros”.

En la actualidad, este tipo de cúbits suelen presentarse en un solo dispositivo, mientras que la reciente investigación demuestra el éxito en toda una oblea. Fabricados mediante litografía ultravioleta extrema (EUV, por sus siglas en inglés), los chips muestran una notable uniformidad, con una tasa de rendimiento del 95% en toda la oblea. El uso de Intel Cryoprober, junto con un sólido software de automatización, ha permitido obtener más de 900 puntos cuánticos individuales y más de 400 puntos dobles en el último electrón, pudiendo llegar a “calibrarse a un grado por encima del cero absoluto en menos de 24 horas”.

Aplicación práctica

El aumento del rendimiento y la uniformidad de los dispositivos calibrados a bajas temperaturas con respecto a los anteriores chips de prueba de Intel han permitido utilizar el control estadístico para identificar las áreas del proceso de fabricación que deben optimizarse. De esta forma, revelan, “se acelera el aprendizaje y representa un paso crucial hacia el escalado a los miles o potencialmente millones de cúbits que necesitaría un ordenador cuántico comercial”. Además, el rendimiento entre obleas ha contribuido a la automatización de la recogida de datos en toda la placa en el régimen de un solo electrón. Esto, detallan desde Intel, ha permitido “la mayor demostración de puntos cuánticos simples y dobles hasta la fecha”.

Carrera de fondo

El liderazgo por la computación de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) se ha consagrado como una gran carrera de fondo; y como parte de la misma, Intel Labs y Components Research van sumando etapas. “Intel sigue avanzando en la fabricación de chips de prueba de spin de silicio utilizando su propia tecnología de fabricación de transistores”, defiende James Clarke, director de Quantum Hardware en Intel. “El alto rendimiento y la uniformidad conseguidos demuestran que la fabricación de chips cuánticos en los nodos de proceso de transistores es la estrategia adecuada y es un fuerte indicador de éxito a medida que las tecnologías maduran para su comercialización”. En este sentido, ha confirmado de cara al futuro, “seguiremos mejorando la calidad de estos dispositivos y desarrollando sistemas a mayor escala, para que estos pasos nos ayuden a avanzar rápidamente”.