Oxford Ionics zademonstrował najbardziej wydajny chip kwantowy na świecie. W prace zaangażowany był Polak

Budowa stabilnych, wysokowydajnych komputerów kwantowych stanowi ogromne wyzwanie. Tylko jedna technologia - uwięzione jony - wykazała wydajność potrzebną do zbudowania użytecznego komputera kwantowego. Jednak do tej pory uwięzione jony były trudne do skalowania, ponieważ są zwykle kontrolowane przez lasery. 

Uwięzione jony w projekcie Oxford Ionics

Oxford Ionics wyeliminował potrzebę stosowania laserów do sterowania kubitami (kubit – najmniejsza i niepodzielna jednostka informacji kwantowej) poprzez opracowanie opatentowanego systemu Electronic Qubit Control. To wbudowane podejście wykorzystuje najbardziej wydajną technologię kubitów - uwięzione jony - i integruje wszystko, co potrzebne do ich kontrolowania, w krzemowym chipie, który może być produkowany masowo przy użyciu standardowych urządzeń i procesów produkcji półprzewodników.

Spółka ustanowiła rekordy branżowe w zakresie wydajności (wierności) bramek dwu- i jednokubitowych. Poprzednie rekordy świata zostały osiągnięte dzięki zastosowaniu korekcji błędów w celu zmniejszenia błędów w sprzęcie. Chipy Oxford Ionics zapewniają ponad dwukrotnie wyższą wydajność, bez konieczności korekcji błędów, przy użyciu 10-krotnie mniejszej liczby kubitów:

- Udowodniona implementacja bramek dwu-kubitowych z wiernością na poziomie 99,97%.
- Udowodniona implementacja operacji jednokubitowych z wiernością na poziomie 99,9992%.

Zbudowanie użytecznego komputera kwantowego wymaga wysokiej wydajności operacji bramkowania pojedynczych i dwóch kubitów. Zwiększona wydajność kubitów Oxford Ionics oznacza, że potężne komputery kwantowe mogą być budowane przy użyciu znacznie mniejszej liczby kubitów, a aplikacje komercyjne mogą być wdrażane bez konieczności wdrożenia złożonych i kosztownych technik korekcji błędów.

Chip produkowany na masową skalę

Wraz ze skalowalnością podejścia Oxford Ionics, wyniki te wskazują, że wykorzystywanie użytecznych obliczeń kwantowych nie jest takie odległe jak wcześniej sądzono. Dzięki sprawdzonej inżynierii, Oxford Ionics zbuduje teraz skalowalny 256-kubitowy chip, który może być wytwarzany na istniejących liniach produkcyjnych półprzewodników.

Dr Michael Cuthbert, dyrektor brytyjskiego Narodowego Centrum Obliczeń Kwantowych powiedział: – Nowe wyniki oznaczają kluczowy krok naprzód w obliczeniach kwantowych w pułapkach jonowych i potwierdzają skalowalność technologii. Zgłoszone wyniki bramek dla jednego i dwóch kubitów przewyższają dotychczasowe osiągnięcia innych graczy, co oznacza, że korekcja błędów staje się osiągalna przy minimalnych kosztach ogólnych. Ta wydajność stanowi podstawę zastrzeżonej architektury, którą Oxford Ionics dostarczy do National Quantum Computing Centre w ramach naszego zamówienia na Quantum Computing Testbed i jesteśmy naprawdę podekscytowani, widząc zarówno, w jaki sposób zostanie to wdrożone, jak i jak będziemy mogli wykorzystać te ultra-wysokowydajne kubity do opracowywania algorytmów i nowych aplikacji.

Dr Chris Ballance, współzałożyciel i dyrektor generalny Oxford Ionics dodał: – Najwięksi gracze w branży obrali różne drogi do celu, jakim jest urzeczywistnienie obliczeń kwantowych. Od samego początku przyjęliśmy podejście "statku kosmicznego" - koncentrując się na budowaniu solidnej technologii, rozwiązując najpierw naprawdę trudne wyzwania. Oznaczało to wykorzystanie nowatorskiej fizyki i inteligentnej inżynierii do opracowania skalowalnych, wysokowydajnych chipów kubitowych, które nie wymagają korekcji błędów, aby dotrzeć do przydatnych zastosowań i mogą być kontrolowane na klasycznym chipie półprzewodnikowym. Odkąd rozpoczęliśmy działalność w 2019 r., osiągnęliśmy każdy cel na naszej mapie drogowej na czas, a dzisiejsze wyniki potwierdzają nasze zaufanie do naszego podejścia. Teraz możemy skupić się na komercjalizacji naszej technologii i dostarczaniu użytecznych obliczeń kwantowych na dużą skalę.

Dr Tom Harty, współzałożyciel i CTO w Oxford Ionics powiedział: – Kiedy budujesz komputer kwantowy, wydajność jest równie ważna jak rozmiar - zwiększenie liczby kubitów nic nie znaczy, jeśli nie dają one dokładnych wyników. Udowodniliśmy teraz, że nasze podejście zapewniło najwyższy dotychczas poziom wydajności w obliczeniach kwantowych i jest teraz na poziomie wymaganym do rozpoczęcia odblokowywania komercyjnego wpływu obliczeń kwantowych. To niezwykle ekscytujący moment dla naszego zespołu i dla pozytywnego wpływu, jaki obliczenia kwantowe będą miały na całe społeczeństwo.

O firmie Oxford Ionics

Oxford Ionics zostało założone w 2019 r. przez dr Toma Harty'ego i dr Chrisa Ballance'a, którzy są rekordzistami świata w przełomowych odkryciach kwantowych. Zespół składa się z 55 globalnych ekspertów w dziedzinie fizyki, architektury kwantowej, inżynierii i oprogramowania i spodziewa się potroić zatrudnienie w ciągu najbliższych trzech lat w miarę rozwoju firmy na arenie międzynarodowej. Oxford Ionics zebrał do tej pory 37 milionów funtów od inwestorów, w tym Braavos, OSE, Lansdowne Partners, Prosus Ventures, 2xN i Hermann Hauser (założyciel giganta chipowego ARM).

Oxford Ionics współpracuje w zakresie badań i rozwoju z Infineon Technologies AG. W lutym 2024 r. Spółka wygrała kontrakt na produkcję Quartet, pełnowymiarowego komputera kwantowego dla brytyjskiego National Quantum Computing Centre.

--> Sprawdź także: Olga Malinkiewicz z Saule Technologies wygrywa aż dwie nagrody w konkursie European Inventor Award 2024