AI & computing › Kwantumcomputing & AI-hybrides
VS steekt 100 miljoen dollar in kwantumchips van Quantinuum
Het Amerikaanse ministerie van Economische Zaken investeert 100 miljoen dollar in Quantinuum, een bedrijf dat kwantumcomputers bouwt met gevangen atomen. Het geld moet helpen om de chips, elektronica en lasers achter die machines geschikt te maken voor grootschalige productie in de Verenigde Staten.
Quantinuum krijgt 100 miljoen dollar subsidie van het Amerikaanse CHIPS Research and Development Office, onderdeel van het ministerie van Economische Zaken. Het geld komt uit de CHIPS and Science Act, de Amerikaanse wet die de eigen halfgeleiderindustrie moet versterken. Met de subsidie wil Quantinuum een hardnekkig probleem oplossen: hoe bouw je de onderdelen voor een kwantumcomputer op grote schaal, zonder dat kwaliteit en betrouwbaarheid verloren gaan.
Quantinuum bouwt zijn kwantumcomputers rond ionenvallen: piepkleine, elektromagnetisch vastgehouden atomen die dienstdoen als rekeneenheden, oftewel qubits. Om die atomen aan te sturen zijn gespecialiseerde chips, elektronica, lasers en optische onderdelen nodig. Naarmate een systeem groter wordt, groeit ook de moeilijkheidsgraad om al die onderdelen betrouwbaar te produceren.
Chips op 300 millimeter wafers
Voor de productie van chips en besturingselektronica werkt Quantinuum samen met chipfabrikant GlobalFoundries. Dat bedrijf gaat de volgende generatie ionenvallen en bijbehorende elektronica maken op zogeheten 300 millimeter wafers, de ronde siliciumschijven waarop chips worden gefabriceerd. Deze wafergrootte wordt al op grote schaal gebruikt in de reguliere halfgeleiderfabrieken en staat garant voor hoge productievolumes. Door hierop over te stappen, test Quantinuum in hoeverre bestaande chipproductietechnieken bruikbaar zijn voor kwantumhardware. Slaagt dat, dan worden onderdelen niet alleen goedkoper, maar ook consistenter van run tot run. Dat laatste is belangrijk voor onderzoekers die steeds complexere systemen willen nabouwen. GlobalFoundries-topman Tim Breen zegt dat de samenwerking de chipexpertise van zijn bedrijf combineert met de ionenval-architectuur van Quantinuum.
Lasers die moeten meegroeien
Chips zijn niet het enige knelpunt. Trapped-ion-computers zijn ook afhankelijk van lasers om de gevangen atomen aan te sturen. Die lasers moeten licht extreem precies richten, en hoe meer qubits een systeem telt, hoe belangrijker die betrouwbaarheid wordt. De optische systemen bestaan vaak uit veel losse onderdelen die nauwkeurig uitgelijnd moeten worden. Voor dit onderdeel werkt Quantinuum samen met Monarch Quantum, dat lasers en optische componenten voor toekomstige machines gaat ontwikkelen en produceren. Monarch-CEO Timothy Day wijst erop dat opschaling meer geïntegreerde fotonica vereist: optische systemen die minder losse onderdelen nodig hebben en zich makkelijker in serie laten produceren.
Eigen Amerikaanse toeleveringsketen
Quantinuum is het enige bedrijf met een trapped-ion-ontwerp dat in deze ronde CHIPS-subsidie ontving. Met GlobalFoundries en Monarch Quantum krijgt het bedrijf twee binnenlandse partners voor cruciale onderdelen van zijn systemen. Quantinuum-CEO Rajeeb Hazra zegt dat de subsidie moet helpen bij het opbouwen van de hardware en toeleveringsketen die nodig zijn voor fouttolerante kwantumcomputers: machines die fouten actief corrigeren en daardoor betrouwbaar genoeg zijn voor serieuze toepassingen. Dat doel ligt nog ver voorbij het simpelweg groter maken van een processor, want foutcorrectie vraagt om extra hardware en besturing. Het programma van Quantinuum moet ervoor zorgen dat onderdelen minder afhankelijk worden van eenmalige, handmatige productie en beter passen bij herhaalbare Amerikaanse fabricage.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Deze investering laat zien dat kwantumcomputing de fase van losse laboratoriumopstellingen ontgroeit en toe is aan industriële productiemethoden. Als reguliere chipfabrieken straks ook onderdelen voor kwantumcomputers kunnen maken, wordt opschalen naar grotere, betrouwbaardere machines een stuk realistischer. Dat brengt fouttolerante kwantumcomputers, die complexe problemen in chemie, materiaalkunde en cryptografie zouden moeten kunnen aanpakken, dichterbij.
- Trapped-ion kwantumcomputer
- Een type kwantumcomputer dat rekent met atomen die met elektromagnetische velden op hun plaats worden gehouden.
- Ionenval
- De opstelling die met elektromagnetische velden een los atoom vasthoudt, zodat het als rekeneenheid kan dienen.
- Qubit
- De kwantumversie van een bit; de basiseenheid waarmee een kwantumcomputer rekent.
- Wafer
- Een dunne, ronde schijf silicium waarop chips worden gefabriceerd; 300 millimeter is een gangbaar formaat in de reguliere chipindustrie.
- Fouttolerante kwantumcomputer
- Een kwantumcomputer die ingebouwde foutcorrectie heeft, waardoor hij ook bij lange, complexe berekeningen betrouwbaar blijft.
- CHIPS and Science Act
- Amerikaanse wet uit 2022 die met subsidies de binnenlandse productie van chips en verwante technologie moet stimuleren.
- Geïntegreerde fotonica
- Techniek waarbij optische componenten zoals lasers en lenzen op één klein chipachtig platform worden samengebracht, in plaats van als losse onderdelen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
