Equal1 Laboratories (Equal1), ett kiselbaserat kvantdatorföretag, meddelade idag att företaget är det första som visar en fullt integrerad kvantprocessor (QPU) som arbetar med 3,7 kelvin - en stor milstolpe med konsekvenser för banan för kvantberäkning.

Företaget hanterar en stor utmaning för kvantberäkningsindustrin att skala antalet qubits så att en kvantdator kan hantera användbara, verkliga problem.

Med sin QPU, Equal1 har utvecklat ett störande, skalbar och kostnadseffektiv kvantberäkningsteknik, baserat på en kommersiellt tillgänglig kiselhalvledarprocess.

QPU använder patenterade, Equal1-designad, nanometer skala kvantpunkter för att skapa qubits (kvantekvivalenten till digitala bitar) på en vanlig kisel-CMOS-process. Förutom kiselkvitten, all styr- och avläsningselektronik som krävs för en fullt fungerande QPU är integrerad på chip med över 10 miljoner transistorer.

Förutom att utveckla sin QPU, Equal1 har designat och tillverkat det slutna kryogen- och vakuumsystemet, tillsammans med styr- och kommunikationselektroniken för att bibehålla chipet vid 3,7 K och gränssnitt till rumstemperatur.

På grund av driften av qubits vid 3,7 K (kallad "hot qubits") och integrationsnivån som teamet har uppnått, kvantdemonstratorns formfaktor är mycket mindre än alternativ teknik (rackstorlek kontra rumstorlek).

Equal1 grundades av Dirk Leipold, Mike Asker och professor R. Bogdan Staszewski och är en spin-out från UCD School of Electrical and Electronic Engineering. Equal1 -teamet har kontor på NovaUCD, Center for New Ventures and Entrepreneurs vid University College Dublin, och i Kalifornien.

Elena Blokhina, Equal1 CTO, sa, "Vårt teams förmåga att visa kvantbeteende på en fullt integrerad QPU gör att vi snart kan lösa utmaningar inom AI som inte kan lösas idag. Vi är stolta över milstolpeuppnåelsen och är glada över att kunna skala vår teknik till nästa nivå."

Två Equal1 -kvantdemonstratormaskiner ("Alice") har körts i över 24 kumulativa månader utan oplanerad driftstopp. På Alice, Rabi-oscillationer har observerats i trepunktsarrayer med en koherenstid på 150 ns.

På grund av teknikens integrerade natur, de elektroniska pulserna som styr qubiterna genereras på chip och är därför extremt snabba, möjliggör en tillräckligt kort pulstid för QPU att visa kvantbeteende. Teamet har bevisat repeterbarheten av resultaten och överensstämmelse med kvantmodellering och simuleringar.

"Genom att dra fördel av krympande transistorgeometrier, vi har visat att integration i miljontals qubit -intervall är möjlig, med måttliga kylbehov jämfört med andra qubit -tekniker, "sa, Equal1 VD, Dirk Leipold.

"Vår kvantberäkningsteknik levererar prisvärda AI -lösningar till våra kunder med ett mycket lägre koldioxidavtryck."

QPU tillverkades på GlobalFoundries ledande 22FDX plattform med låg effekt, kräver inga speciella processförlängningar för kvantdrift. Använder denna ultralåga energiplattform på GlobalFoundries Fab 1 i Dresden, Tyskland spelade en nyckelroll för att möjliggöra för Equal1 att uppnå de resultat som presenteras här.

Equal1 -teamet utformade de komplexa blandade signalkretsarna, såsom höghastighetspulsgenerator, ADC:er, DAC och kryogent minne, använder EDA -programvara från Cadence Design Systems, Inc., i synnerhet Specter Simulation Platforms nya stöd för modeller med ultra låg temperatur som är nyckeln till kryoelektronisk designvalidering.

Kommenterar prestationen, Cadence Product Management Director för Circuit Simulation Products Joy Han sa:"Detta är ett mycket spännande resultat och visar en störande och potentiellt spelförändrande strategi för kvantberäkning. Vi hoppas kunna fortsätta vårt samarbete med Equal1 långt in i framtiden."