EU Quantum Flagship consortium lanceert project over silicium-spin-qubits

09-02-2021 | door: Witold Kepinski

EU Quantum Flagship consortium lanceert project over silicium-spin-qubits

Onlangs is een Europees consortium gelanceerd met als doel de opschaling van siliciumquantumtechnologieën. Met de naam QLSI (Quantum Large-Scale Integration with Silicon), zal dit vierjarige EU-project, gecoördineerd door CEA-Leti, de basis leggen voor de Europese implementatie van halfgeleider-kwantumprocessoren op industriële schaal en Europa positioneren als een wereldleider in kwantumcomputers. Het project zal zich richten op het aantonen dat spin-qubits het leidende platform zijn voor het opschalen naar zeer grote aantallen kwantumbits, of qubits, de bouwstenen van kwantuminformatieverwerking. Dit meldt qutech.nl.

Het QLSI-consortium beschikt over een dynamisch team met complementaire vaardigheden, dat ervaren academici samenbrengt met diepgaande kennis van siliciumnanostructuren en spin-qubits, RTO's met expertise op het gebied van silicium CMOS-technologie, grote internationale bedrijven in de halfgeleider- en computerindustrie, evenals de bloeiende kwantumindustrie in Europa. startende sector. Elk lid brengt state-of-the-art expertise in zijn vakgebied mee die nodig is om de uitdagingen van het bouwen van een schaalbare kwantumcomputer aan te pakken.

De partners hebben al veel van de belangrijkste vorderingen op het gebied van siliciumquantum gerealiseerd. Zo implementeerde QuTech, een samenwerking tussen TU Delft en TNO, quantumalgoritmen in dit platform en biedt het de eerste online open access quantumcomputer die een 2-qubit quantumchip host op basis van siliciumspins via Quantum InspireHet QLSI-consortium zal dit principe naar een hoger niveau tillen met de demonstratie van een 16-qubit-chip, en zal ook een 8-qubit-chip beschikbaar stellen voor extern gebruik via de Quantum Inspire open-access kwantumcloudomgeving. Wat maakt silicium zo aantrekkelijk? Dankzij hun ervaring hebben de partners al veelbelovende prestaties van een enkele qubit gekwantificeerd: klein formaat, hoge betrouwbaarheid, snelle uitlezing en manipulatie. Door met silicium te werken, is de volgende stap om de enorme infrastructuur van de wereldwijde halfgeleiderindustrie te benutten.

Superpositie en verstrengeling
Terwijl klassieke computers informatie gebruiken als bits die uit of aan zijn, weergegeven door '0' of '1', maken kwantumsystemen gebruik van superpositie en verstrengeling van deeltjes, zoals elektronen of fotonen, of andere kwanta. In superpositie bevinden deze qubits zich tegelijkertijd in de status 0 en 1. Wanneer qubits verstrengeld raken, een primair kenmerk van de kwantummechanica, zorgt een verandering in de ene ervoor dat de andere ook verandert.

Door deze functies te benutten, kunnen kwantumeffecten worden gebruikt om grote vooruitgang te boeken op het gebied van computergebruik, detectie en metrologie, simulaties, cryptografie en telecommunicatie. De voordelen van kwantumcomputers voor de samenleving omvatten uiteindelijk ultraprecieze sensoren voor gebruik in de geneeskunde, op kwantum gebaseerde communicatie en hackbestendige digitale gegevens. Op de lange termijn heeft kwantumcomputing het potentieel om rekenproblemen op te lossen waar de huidige supercomputers langer over doen dan de leeftijd van het universum. Deze systemen zullen ook patronen kunnen herkennen en kunstmatige-intelligentiesystemen kunnen trainen.

Wereldwijde concurrentie met veel inzet
"Europa is goed gepositioneerd om de spin-qubit-O&O van de EU naar een hoger niveau te tillen, in wat een grote concurrentie is tussen geavanceerde technologische landen", aldus Maud Vinet, programmamanager kwantumhardware van CEA-Leti , die het vierjarige project van 15 miljoen euro (17,7 miljoen dollar) zal leiden. “Het QLSI-project voert een toegewijde inspanning op bij alle leidende Europese groepen op het gebied van spin-qubits om complete processorsystemen te ontwikkelen die uiteindelijk de duizenden qubits zullen bereiken die worden verwacht als een eerste stap om het potentieel van universele, foutcorrectie-kwantumcomputers aan te tonen."

Binnen het QLSI-project zal QuTech Quantum Inspire upgraden met een 8-qubit spin-kwantumchip om een hoogwaardige kwantumprocessor in een semi-industriële omgeving te demonstreren.

QLSI streeft vier essentiële resultaten na:

  • Fabricage en werking van 16-qubit-kwantumprocessors op basis van industrie-compatibele halfgeleidertechnologie
  • Demonstratie van high-fidelity (> 99 procent) single- en two-qubit-poorten, uitlezing en initialisatie met deze apparaten in een laboratoriumomgeving
  • Demonstratie van een prototype van een kwantumcomputer, met online open toegang voor de gemeenschap, met integratie van zo'n hoogwaardige kwantumprocessor in een semi-industriële omgeving (tot acht qubits online beschikbaar), en
  • Documentatie van de vereisten om een belangrijk probleem van schaalbaarheid naar grote systemen> 1.000 qubits aan te pakken.

Het project is een recente toevoeging aan het ambitieuze Quantum Flagship- programma van de EU , een 10-jarig O & O-initiatief van € 1 miljard ($ 1,18 miljard) dat in 2018 werd gelanceerd. Het is een samenhangende reeks onderzoeks- en innovatieprojecten die zijn geselecteerd via een grondig proces van intercollegiale toetsing. . Het algemene doel is om Europees wetenschappelijk leiderschap en excellentie op het gebied van kwantumcomputers te consolideren en uit te breiden, een concurrerende Europese industrie op het gebied van kwantumtechnologieën op gang te brengen en van Europa een dynamische en aantrekkelijke regio te maken voor innovatief onderzoek, bedrijvigheid en investeringen op dit gebied.

19 QLSI-leden voor een consortium dat zich volledig toelegt op de levering van kwantumhardwareoplossingen

  • TNO / QuTech - Spin qubit full stack demonstrator
    https://www.tno.nl/en/focus-areas/industry/roadmaps/semiconductor-equipment/quantum-technology/
Terug naar nieuws overzicht