La startup nano-tech Diraq, en asociación con el Instituto Europeo IMEC, ha demostrado que sus chips cuánticos a base de silicio mantienen una alta precisión cuando se producen en un entorno de fabricación estándar, un desarrollo para hacer que las computadoras cuánticas sean viables. La colaboración entre la startup de la UNSW Sydney y el Centro de Microelectrónica Interuniversidad del Instituto Nanoelectrónica (IMEC) demostró que los chips cuánticos de Diraq funcionan con la misma confiabilidad cuando se producen en una línea comercial de fabricación de chips semiconductores como lo hacen dentro de las condiciones experimentales de un laboratorio de investigación de UNSW. En un artículo publicado en la revista Naturaleza El 24 de septiembre, los equipos informaron que los dispositivos diseñados por Diraq y fabricados por IMEC lograron una fidelidad de más del 99 por ciento en operaciones que involucraban dos bits cuánticos o «qubits». Andrew Dzurak, profesor de ingeniería de la UNSW y fundador y CEO de DIRAQ, declaró que antes de este trabajo, no se había establecido si la fidelidad de procesadores basada en el laboratorio podría replicarse en un entorno de fabricación. «Hasta ahora no se había demostrado que la fidelidad del laboratorio de los procesadores, lo que significa precisión en el mundo de la computación cuántica, podría traducirse a un entorno de fabricación», dijo Dzurak. Explicó que los resultados de la colaboración con IMEC eliminan esta incertidumbre. «Ahora está claro que los chips de Diraq son totalmente compatibles con los procesos de fabricación que han existido durante décadas». Este resultado es un paso hacia los procesadores cuánticos de Diraq que alcanzan lo que se conoce como escala de utilidad. Este término describe el punto en el que el valor comercial de una computadora cuántica supera su costo operativo. Llegar a este objetivo es una métrica clave establecida por la Iniciativa de Benchmarking Quantum, un programa operado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA). La iniciativa está diseñada para evaluar si Diraq y otras 17 empresas participantes pueden cumplir con el umbral de escala de servicios públicos. Para resolver problemas más allá de la capacidad de las computadoras de alto rendimiento más avanzadas de la actualidad, las computadoras cuánticas a escala de utilidad deberán almacenar y manipular información cuántica utilizando millones de qubits. Se requiere este gran número para superar los errores inherentes asociados con el estado cuántico frágil. «Lograr la escala de utilidad en las bisagras de computación cuántica en la búsqueda de una forma comercialmente viable para producir bits cuánticos de alta fidelidad a escala», comentó Dzurak. La necesidad de una producción rentable y a gran escala de qubits de alta fidelidad es un desafío central en el campo. Silicon ha surgido como un material líder para construir computadoras cuánticas porque permite la integración de millones de qubits en un solo chip. Este material también funciona con la industria de microchip billones de dólares existentes, utilizando los mismos métodos que colocan miles de millones de transistores en chips de computadora modernos. «La colaboración de Diraq con IMEC deja en claro que las computadoras cuánticas basadas en silicio se pueden construir aprovechando la industria de semiconductores maduros, que abre una vía rentable a los chips que contienen millones de qubits mientras maximizan la fidelidad», dijo Dzurak. Diraq había demostrado previamente que los qubits fabricados en un laboratorio académico podrían lograr una alta fidelidad al realizar puertas lógicas de dos quits, que son bloques de construcción fundamentales para futuras computadoras cuánticas. Una pregunta restante era si este nivel de fidelidad podía reproducirse cuando los qubits se fabricaban en un entorno de fundición de semiconductores. «Nuestros nuevos hallazgos demuestran que los qubits de silicio de Diraq se pueden fabricar utilizando procesos ampliamente utilizados en las fundiciones de semiconductores, cumpliendo el umbral para la tolerancia a las fallas de una manera rentable y compatible con la industria», señaló Dzurak. Antes de este logro, Diraq e IMEC ya habían demostrado que los qubits fabricados utilizando procesos CMOS, la misma tecnología utilizada para construir chips de computadora cotidianos, podrían realizar operaciones de un solo qubit con una precisión del 99.9 por ciento. Sin embargo, las operaciones más complejas de dos quits, que son críticas para alcanzar la escala de servicios públicos, aún no se habían demostrado con la fidelidad requerida. La demostración exitosa de la fidelidad de dos quits aborda este hito técnico específico. «Este último logro borra el camino para el desarrollo de una computadora cuántica funcional y de falla totalmente tolerante que es más rentable que cualquier otra plataforma QBIT», dijo Dzurak.
