- Quantinuum erhält 100 Millionen US-Dollar zur Förderung der Quantencomputerentwicklung.
- GlobalFoundries wird sich auf die Produktion der nächsten Generation von Ionenfallen und Steuerelektronik konzentrieren.
- Die Zuverlässigkeit von Lasern und optischen Komponenten ist für das Quantencomputing von entscheidender Bedeutung.
- Die Förderung unterstützt die Entwicklung eines heimischen Netzwerks für die Herstellung von Quantenhardware.
Quantinuum hat 100 Millionen US-Dollar an Bundesmitteln erhalten, um ein Problem zu lösen, das das Wachstumstempo von Ionenfallenzahlern entscheidend beeinflussen könnte. Diese Mittel werden für die Herstellung von Quantenprozessoren verwendet. Quantinuum wird zudem zwei US-amerikanische Hersteller in die Hardwareentwicklung einbeziehen. Die Förderung wurde vom Handelsministerium über sein CHIPS-Forschungs- und Entwicklungsbüro genehmigt und stammt aus dem CHIPS- und Wissenschaftsgesetz.
Quantinuum baut Quantencomputer auf der Grundlage von Ionen, die in elektromagnetischen Feldern gefangen sind. Die Steuerung dieser Ionen erfordert spezielle Chips, elektronische Komponenten, Laser und optische Bauteile. Mit zunehmender Systemgröße wird die Herstellung dieser Komponenten immer schwieriger. Quantinuum hofft, dieses Problem durch die traditionelle Halbleiterfertigung zu lösen. GlobalFoundries wird für Quantinuum die nächste Generation von Ionenfallen und Steuerelektronik produzieren, wobei die Arbeit speziell die 300mm-Wafer-Technologie erforschen wird. Diese Wahl ist entscheidend, da 300mm-Wafer die hochvolumige Halbleiterproduktion unterstützen.
Quantinuum testet effektiv das Potenzial dieser Fertigungstechniken in der Quantenhardware.
Herausforderungen bei Lasern und optischen Komponenten
Der CEO von GlobalFoundries, Tim Breen, sagte, dass diese Zusammenarbeit das Halbleiterfertigungs-Know-how des Unternehmens mit der Ionenfallenarchitektur von Quantinuum kombinieren wird. Diese Arbeit könnte auch dazu führen, dass Quantenkomponenten zwischen verschiedenen Produktionschargen konsistenter werden, was entscheidend ist, wenn Forscher zunehmend komplexe Hardware reproduzieren müssen.
Die Herstellungsherausforderungen beschränken sich nicht nur auf Quantenchips. Ionenfallencomputer sind auf Laser angewiesen, um Ionen zu manipulieren und zu steuern. Diese Laser müssen präzise Strahlen auf die Ionen projizieren, daher wird ihre Zuverlässigkeit mit dem Hinzukommen weiterer Qubits in das System immer wichtiger. Ihre optischen Systeme können auch eine große Anzahl von Komponenten umfassen, die präzise ausgerichtet werden müssen. Quantinuum wird mit Monarch Quantum zusammenarbeiten, um die für zukünftige Ionenfallenmaschinen erforderlichen Laser und optischen Komponenten zu entwickeln und herzustellen. Der CEO von Monarch, Timothy Day, wies darauf hin, dass große Systeme mehr integrierte Photonik erfordern, und er betonte, dass die Komplexität der aktuellen optischen Layouts ein Hindernis für die Skalierung darstellt.
Integrierte Photonik kann die Anzahl der einzelnen Komponenten um den Prozessor herum reduzieren und diese optischen Systeme in der Fertigung reproduzierbarer machen. Dies ist eine andere Herausforderung als die Verbesserung des Quantenprozessors selbst. Obwohl der Prozessor möglicherweise leistungsfähiger ist, hängt die Skalierung immer noch von der zuverlässigen Funktion aller umgebenden Komponenten ab.
Förderung der heimischen Quantenhardwareherstellung
Die Auszeichnung bietet auch Bundesmittel für ein heimisches Netzwerk zur Herstellung von Quantenhardware. Quantinuum ist in dieser Runde der CHIPS-Forschungs- und Entwicklungsfinanzierung der einzige ausgewählte Ionenfallenansatz. GlobalFoundries und Monarch Quantum werden dem Unternehmen zwei entscheidende Systeme als heimische Fertigungspartner zur Verfügung stellen. Der CEO von Quantinuum, Rajeeb Hazra, sagte, dass diese Mittel dazu beitragen werden, die für fehlertolerante Quantencomputer erforderliche Hardware und Lieferkette aufzubauen.
Dieses Ziel geht weit über die bloße Produktion größerer Prozessoren hinaus. Fehlertolerante Maschinen erfordern umfangreiche Fehlerkorrekturen, was zu zusätzlichen Hardware- und Steuerungsanforderungen führt. Daher werden die Herstellungsprobleme mit der Verbesserung der Maschinen immer schwieriger.
Das neue Programm von Quantinuum zielt darauf ab, dass diese Komponenten nicht mehr auf einmalige Produktion angewiesen sind, sondern besser für die wiederholte US-Fertigung geeignet sind.
Wichtige Herausforderungen und Chancen für die Entwicklung von Quantencomputern
Die Bundesmittel, die Quantinuum erhalten hat, sind nicht nur eine Unterstützung für seine Quantencomputertechnologie, sondern auch ein Antrieb für das gesamte heimische Netzwerk zur Herstellung von Quantenhardware. Mit dem Fortschritt der Quantencomputertechnologie steigen die Herausforderungen in der Fertigung, insbesondere in Bezug auf die Zuverlässigkeit von Lasern und optischen Komponenten. Die Präzision dieser Komponenten ist entscheidend für die Stabilität des Quantencomputings. Durch die Zusammenarbeit mit GlobalFoundries und Monarch Quantum hofft Quantinuum, diese Herausforderungen zu überwinden und die weitere Entwicklung des Quantencomputings in praktischen Anwendungen voranzutreiben.