Calculul cuantic, văzut de mult ca un domeniu futurist rezervat cercetării avansate, este acum pe punctul de a face un pas decisiv înainte. Datorită companiei Equal1, s-a realizat o descoperire tehnologică majoră, făcând procesoarele cuantice mai viabile și mai accesibile. Acest progres deschide noi perspective pentru un domeniu capabil să rezolve probleme cu mult peste capacitățile computerelor clasice, cu potențiale implicații pentru sectoare la fel de diverse precum medicina, inteligența artificială sau criptografie.
Așa cum am spus-o deseori, calculul cuantic se bazează pe un principiu fundamental al mecanicii cuantice: qubitul. Spre deosebire de biții clasici care pot lua doar valoarea 0 sau 1, qubiții pot exista simultan în mai multe stări datorită unui fenomen numit suprapunere. În plus, ele pot interacționa în moduri complexe între ele prin încurcare, ceea ce permite procesarea masivă în paralel a informațiilor.
Această capacitate de a efectua mai multe calcule în același timp oferă computerelor cuantice un potențial enorm pentru rezolvarea unor probleme complexe, cum ar fi simularea moleculelor pentru descoperirea de noi medicamente sau găsirea de soluții optime în sisteme extrem de complexe. Cu toate acestea, qubiții sunt extrem de fragili și sensibili la perturbările din mediul lor. Pentru ca calculul cuantic să fie fiabil, qubiții trebuie menținuți într-o stare coerentă pentru un timp suficient de lung, ceea ce reprezintă o provocare majoră pentru manipularea lor.
Una dintre principalele dificultăți în calculul cuantic constă în fabricarea procesoarelor cuantice. În mod tradițional, cipurile cuantice necesită materiale exotice, cum ar fi supraconductorii, care necesită condiții de temperatură apropiate de zero absolut. Aceste materiale sunt dificil și costisitoare de produs, ceea ce face ca industrializarea calculului cuantic să fie complexă și costisitoare. Aici intervine inovația lui Equal1. Compania a dezvoltat o unitate de procesare cuantică (QPU) folosind siliciu, un material utilizat pe scară largă în industria semiconductoarelor convenționale. Această abordare face posibilă valorificarea infrastructurilor de producție existente, reducând astfel complexitatea și costurile de producție. Asta nu este tot: Equal1 a optat pentru o combinație de siliciu și germaniu, numită siliciu-germaniu (SiGe). Aceasta este o alegere strategică. Acest amestec de materiale combină de fapt stabilitatea siliciului cu proprietățile germaniului care îmbunătățește performanța tranzistoarelor. Acest lucru face posibilă fabricarea de cipuri cuantice care nu sunt doar mai stabile, ci și capabile să suporte calcule cuantice mai complexe.
Inovația cheie a lui Equal1 constă în capacitatea sa de a îmbunătăți doi parametri cruciali pentru calculul cuantic: fidelitatea porții cuantice și viteza de operare. Porțile cuantice sunt operații fundamentale care permit manipularea qubiților pentru a efectua calcule. O poartă cuantică cu fidelitate scăzută poate duce la erori de calcul, ceea ce face ca rezultatele să fie nesigure. Equal1 a reușit să atingă o fidelitate excepțională pentru porțile sale cuantice. QPU-ul lor SiGe de 6 qubit a demonstrat o fidelitate de 99,4% pentru porțile cu un singur qubit și 98,4% pentru porțile cu doi qubiți. Aceste numere sunt impresionante, deoarece reduc riscul de erori și permit qubiților să-și mențină starea cuantică suficient de mult pentru a efectua calcule complexe. În plus, viteza de funcționare a porților cuantice Equal1 este remarcabilă, cu timpi de procesare de doar 84 de nanosecunde pentru un qubit și 72 de nanosecunde pentru doi qubit. Această viteză este esențială pentru a preveni ca qubiții să-și piardă coerența înainte de a finaliza un calcul.
Cealaltă inovație mare a lui Equal1 este arhitectura sa de cip de control cuantic. Spre deosebire de modelele tradiționale, acest cip folosește o arhitectură cu mai multe plăci care împarte procesorul în mai multe unități semi-independente. Această abordare permite ca funcțiile de control să fie distribuite pe întregul cip, evitând blocajele care pot apărea atunci când totul este centralizat într-o singură unitate de procesare. Această arhitectură este esențială pentru scalarea sistemelor cuantice la scară largă, permițând un management mai eficient al qubitului și o scalare mai ușoară a sistemului. Controlerul lui Equal1 funcționează încă la o temperatură extrem de scăzută de 300 de milikelvin. Acest lucru permite menținerea condițiilor necesare pentru coerența qubitului, gestionând în același timp eficient procesarea acestora. În plus, acest controler folosește tehnologia de corectare a erorilor alimentată de inteligența artificială (AI). Această caracteristică permite ajustări în timp real, asigurând că calculele rămân stabile și precise chiar și atunci când apar erori.
Impactul acestor progrese depășește cu mult performanța tehnică a cipurilor cuantice. Utilizarea siliciului-germaniu și optimizarea porților cuantice deschid într-adevăr calea către producția la scară largă de procesoare cuantice. Folosind procese de fabricație similare cu cele utilizate pentru cipurile tradiționale, Equal1 face calculul cuantic mai accesibil și, potențial, mult mai ieftin. Această democratizare a tehnologiei ar putea revoluționa industrii întregi, permițând rezolvarea problemelor care sunt în prezent inaccesibile computerelor convenționale. În plus, arhitectura modulară a cipului de control ar putea facilita scalarea sistemelor cuantice, permițând integrarea a milioane de qubiți pe un singur cip în viitorul apropiat. Acest lucru ar putea face calculul cuantic nu numai mai puternic, ci și mai stabil și mai fiabil la scară.
