Quantencomputer Inc. (NASDAQ: QUBThat einen wichtigen technischen Meilenstein erreicht, der den Bau von groß angelegten Quantencomputern deutlich praktikabler machen könnte.
Das Unternehmen gab am Dienstag die erfolgreiche Demonstration einer skalierbaren, auf einem Chip integrierten Kryosteuerung für Gate-Modell-Quantencomputer bekannt. Dieser Ansatz reduziert den Verdrahtungsaufwand zur Steuerung vieler Qubits erheblich, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Folglich beseitigt dieser Fortschritt eine der größten physikalischen Hürden für den Bau brauchbarer Gate-Modell-Systeme. Gate-Modell-Quantencomputer benötigen präzise Steuersignale, die bei extrem niedrigen Temperaturen übertragen werden. Ohne On-Chip-Steuerung müssen Ingenieure Tausende von Drähten in Kryokammern verlegen.
Diese Verkabelung führt jedoch zu Wärmeentwicklung, Komplexität und unzumutbaren Größenbeschränkungen.
D-Wave adaptierte eine ursprünglich für seine kommerziellen Quantenprozessoren mit Annealing-Verfahren entwickelte Steuerungstechnologie. In diesen Systemen steuern multiplexierte Digital-Analog-Wandler Zehntausende von Qubits mit nur etwa 200 Leitungen. Darüber hinaus zeigte das Unternehmen, dass dasselbe Konzept auch für Architekturen mit Gate-Modellen funktioniert.
Die Demonstration integrierte die Steuerelektronik direkt in die Quantenhardware. Dadurch blieb die Qubit-Fidelity erhalten, während der externe Verdrahtungsaufwand reduziert wurde. Darüber hinaus unterstützt das Design die Skalierung auf deutlich größere Qubit-Anzahlen.
D-Wave entwickelte ein Multichip-Gehäuse, das einen hochkohärenten Fluxonium-Qubit-Chip mit einem mehrschichtigen Steuerchip kombiniert. Das Unternehmen nutzte supraleitendes Bump-Bonding und fortschrittliche kryogene Gehäuseverfahren. Wichtige Komponenten wurden zudem in Spezialverfahren am Jet Propulsion Laboratory der NASA gefertigt, das vom California Institute of Technology betrieben wird.
Führungskräfte erklärten, dass praktische Gate-Modell-Maschinen ohne integrierte Steuerung und Multiplexing unrealistisch seien. Sie erläuterten, dass andernfalls ein enormer Verdrahtungsaufwand unpraktisch große Kryogehäuse erfordern würde. Daher sei die On-Chip-Steuerung für die wirtschaftliche Rentabilität unerlässlich.
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D-Wave verfügt über zwei Jahrzehnte Erfahrung im Quantencomputing.
D-Wave setzt auf Supraleitungstechnologie, die auf etablierter Mikroschaltungsfertigung basiert.
Diese Grundlage ermöglicht eine schnellere Skalierung und geringere Kosten durch die Nutzung bestehender Lieferketten. Gleichzeitig können supraleitende Qubits Logikgatter deutlich schneller ausführen als gefangene Ionen oder photonische Systeme.
„Skalierbarkeit ist grundlegend für das Wachstum und die zunehmende Akzeptanz dieser Technologie. Die Kontrolle von mehr Qubits mit weniger Verkabelung ermöglicht es uns, größere Prozessoren mit kleinerem Platzbedarf zu bauen“, sagte Dr. Trevor Lanting, Chief Development Officer bei D-Wave.
Das Unternehmen ist seit über zwei Jahrzehnten im Bereich supraleitender Quantencomputer tätig. Darüber hinaus umfassen mehr als 60 Prozent seines Patentportfolios sowohl Annealing- als auch Gate-Modell-Designs.
Diese Breite versetzt D-Wave in die Lage, gleichzeitig mehrere Wege des Quantencomputings zu beschreiten.
Branchenbeobachter sehen die Entwicklung als einen Schritt hin zu praktischen Quantenmaschinen im großen Maßstab.
Mehrere Marktforschungsunternehmen haben versucht, das Marktpotenzial abzuschätzen, angefangen mit einer konservativen Einschätzung von Grand View Research.
Das Marktforschungsunternehmen schätzt den globalen Markt für Quantencomputing im Jahr 2024 auf rund 1.4 Milliarden US-Dollar und geht davon aus, dass er bis 2030 auf etwa 4.2 Milliarden US-Dollar anwachsen könnte. Das Unternehmen prognostiziert eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von rund 20.5 Prozent, getrieben durch die Nachfrage von Unternehmen und Regierungen.
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