„Tunnel Falls“: Intel fertigt Silizium-Quantenprozessor mit 12 Qubits
Verglichen mit anderen Quantenprozessorn ist Intels „Tunnel Falls“ mit 12 Qubits geradezu winzig. Genauso aufwendig ist aber das Drumherum mit der Kühlung.
Intel hat seinen ersten Prozessor für Quantencomputer vorgestellt, der in größerer Stückzahl hergestellt wird und externen Leuten zur Verfügung steht. Tunnel Falls stellt bis zu 12 Qubits pro Chip bereit und soll zu Forschungszwecken an US-amerikanische Universitäten und Forschungslabore gehen.
Während die meisten Projekte an Quantencomputern auf Basis von Supraleitern forschen, ist Intel der größte Verfechter des Halbleiters Silizium für entsprechende Prozessoren. Dadurch sieht sich Intel bei der Produktion im Vorteil: Die Firma kann die eigene Expertise bei der Fertigung von Prozessoren bei den Quantencomputern anwenden.
Zudem ist jedes Qubit deutlich kleiner als bei Supraleitern – Intel spricht von 50 Nanometern × 50 Nanometern pro Qubit –, was die Skalierung erleichtern soll. Die Firma vermeidet allerdings tunlichst Angaben, welche Leistung die Qubits in den Tunnel-Falls-Chips erreichen, auch auf explizite Nachfrage hin.
Intel glaubt derweil, dass die Branche noch etwa 10 bis 15 Jahre von einer großangelegten Implementierung entfernt ist, die Anwendern einen kommerziellen Nutzen bringt.
Moderne EUV-Fertigungstechnik
Tunnel Falls produziert Intel mithilfe von Lithografie-Systemen, die mit extrem-ultravioletter (EUV-)Belichtungstechnik arbeiten. Bei PC-Prozessoren kommt diese ab dem Intel 4 getauften Fertigungsprozess zum Einsatz, die bei der nächsten PC-Prozessorgeneration Meteor Lake verwendet wird.
Die Silizium-Qubits von Intel bilden Daten über eine Quanteneigenschaft namens „Spin“ eines einzelnen Elektrons ab, das in modifizierten Transistoren gefangen ist. Im Blog steht dazu: „In Silizium-Spin-Qubits ist die Information (0/1) im Spin (auf/ab) eines einzelnen Elektrons kodiert. Jedes Qubit-Bauteil ist im Wesentlichen ein Ein-Elektronen-Transistor, was es Intel ermöglicht, es mit einem ähnlichen Verfahren herzustellen, wie es in einer Standard-CMOS-Logikverarbeitungslinie verwendet wird.“
Ein einzelner Tunnel-Falls-Chip ist gerade einmal wenige Quadratmillimeter groß. Gleich 24.000 Chips stellt Intel mit einem einzigen 300 mm großen Silizium-Wafer her. Den Bedarf der Forschungseinrichtungen kann Intel also ohne Serienfertigung abdecken. Beinahe alle Chips eines Wafers sollen dank einer niedrigen Defektrate lauffähig sein.
