Компания Intel сообщила, что на заводе D1D в Орегоне на тех же самых линиях, которые выпускают современных процессоры, начато производство экспериментальных чипов на спиновых кубитах (Spin Qubit). Это самая маленькая в мире кремниевая микросхема, содержащая элементарную квантовую вычислительную ячейку. Как можно убедиться по фотографии ниже, размеры чипа меньше, чем карандашная резинка.
Впрочем, саму ячейку на спиновом кубите без специальных инструментов разглядеть не получится. В ширину ячейка едва достигает 50 нм и видна лишь под электронным микроскопом. Всё, что вы видите на картинке — это проводники для связи ячейки с внешней обвязкой. Но даже в таком виде нельзя не признать, что кремниевая реализация квантовых процессоров — это желанная перспектива. Вместо огромных по современным меркам сверхпроводимых квантовых вычислителей или также немаленьких оптических квантовых систем полупроводниковый чип — это верх миниатюризации. На срезе человеческого волоса, например, может поместиться 1500 подобных ячеек.
В то же время не стоит испытывать иллюзий. Чип Intel также требует сверхмалых температур, хотя и не таких предельно низких, как квантовые системы на сверхпроводимых кубитах. Но это всё равно ниже 1 К. Ранее в Intel сообщали, что компания интересуется как сверхпроводящими кубитами, так и спиновыми кубитами на кремниевых подложках, а научные партнёры компании из института QuTech даже продемонстрировали возможность произвольного программирования квантовой вычислительной системы из двух спиновых кубитов. Выпуск одиночного спинового кубита, очевидно, поможет плавно наращивать производительность кремниевых квантовых вычислительных систем и лучше управлять процессами.
В заключение напомним, что роль кубита в квантовой вычислительной ячейке Intel играет одиночный электрон, спиновая природа которого позволяет рассматривать его как систему, которая может находиться одновременно в состоянии 0, 1 и состоянии суперпозиции (0 и 1 одновременно). Иначе говоря, скорость смены ориентации спина электрона настолько большая, что он условно всегда ориентирован во все возможные стороны. Удачных экспериментов!
