Intel desvela los detalles de Horse Ridge, su primer chip de control de cómputo cuántico criogénico

Intel ha mostrado hoy, en colaboración con QuTech –una colaboración entre TU Delft y TNO—los primeros detalles acerca de su chip Horse Ridge, un chip de control para procesadores cuánticos criogénicos que permite solucionar algunos desafíos propios de la construcción de un ordenador cuántico, como sería la complejidad del sistema de control del procesador.

Actualmente, se trabaja con un pequeño número de qubits, rodeados de unos sistemas de control e interconexión de dimensiones más que enormes y que son la mayor parte de los sistemas cuánticos que solemos ver en imágenes, además de los debidos sistemas de refrigeración necesarios para alcanzar temperaturas criogénicas necesarias para que el procesador cuántico funcione.

Horse Ridge soluciona varios problemas y permite seguir adelante con el desarrollo de este tipo de procesadores gracias al soporte integrado para 128 qubits por parte de una arquitectura interna de cuatro canales RF con soporte para 32 qubits cada uno a través de multiplexado de frecuencias –una técnica utilizada en otros ámbitos como es la automoción—y que permite dividir el ancho de banda total en distintas frecuencias para transportar los datos de los 32 qubits de forma simultánea por cada canal.

Asimismo, este nuevo chip de Intel se toma muy en serio la fidelidad de las señales, y es que un posible escenario de cross-talk puede inutilizar los datos que se reciben de los 32 qubits de un mismo canal debido a interferencias entre ellos, de forma que en el momento en que se conoce que una señal a interferido sobre otra, todas las señales son dudosas dentro del mismo canal, especialmente cuando la naturaleza de un qubit es que puede encontrarse en un estado 1, estado 0, o un estado mixto basado en combinaciones estadísticas de distintos estados puros de un mismo qubit.

Por último, pero no menos importante, Intel Horse Ridge se presenta como una alternativa extremadamente flexible gracias al soporte integrado para un gran rango de frecuencias en su interior. Esto es importante debido a que los transmons (qubits superconductores) funcionan a frecuencias de 6 a 7 GHz, mientras que los “spin qubits” funcionan a frecuencias entre 13 y 20GHz.

El soporte para ambos rangos de frecuencia permite al nuevo chip controlar cualquiera de los dos tipos de qubits, ampliando así los campos en los que Horse Ridge se puede aplicar ya que los “spin qubit” pueden funcionar a temperaturas más altas de hasta 1 grado Kelvin, que si bien es extremadamente bajo, sigue siendo significativamente más alto que los 0.015 grados Kelvin necesarios en un ordenador cuántico de IBM.

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