Diraq e GlobalFoundries se unem para fabricar chips quânticos de silício

Fonte: CenárioMT

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Uma nova era na computação quântica se aproxima?

A Diraq, uma startup australiana focada em computação quântica, anunciou uma parceria com a GlobalFoundries, uma das maiores fabricantes de chips do mundo, para a produção de dispositivos de amostra em suas fábricas. Essa colaboração marca um passo importante no desenvolvimento de sistemas quânticos em larga escala e coloca a Diraq na mesma rota da Intel, que também utiliza técnicas de produção CMOS padrão para construir seus chips.

A GlobalFoundries fabricará dispositivos de amostra que combinam circuitos quânticos e clássicos em um único chip de silício. A tecnologia da Diraq, similar à da Intel, utiliza spins de elétrons em pontos quânticos de silício. No início deste ano, a empresa captou investimentos que elevam seu total para US$ 120 milhões, incluindo financiamento de pesquisas de governos australiano e americano.

Andrew Dzurak, fundador e CEO da Diraq, já havia declarado a ambição da empresa de ter um sistema quântico “comercialmente relevante” dentro de cinco anos, produzindo hardware tolerante a falhas baseado em “muitos milhões” de qubits em um horizonte de dez anos.

A busca por uma computação quântica acessível

Diraq e GlobalFoundries se unem para fabricar chips quânticos de silício
Créditos: Intel
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A parceria com a GlobalFoundries visa demonstrar que o design de qubit de silício da Diraq pode ser implementado usando processos de produção padrão com ferramentas existentes, além de se integrar com transistores CMOS convencionais. Segundo a Diraq, essa integração é crucial para aumentar o número de qubits em um chip para milhões ou mais.

“Assim como a fabricação moderna de chips permite que milhões de transistores sejam colocados em um chip comum, podemos obter milhões de qubits em um chip quântico”, disse Dzurak em entrevista à Bloomberg. “A computação quântica pode se tornar muito mais barata e acessível do que tecnologias concorrentes de qubit.”

A Diraq afirma ter projetado chips de amostra que serão fabricados ainda este ano pela GlobalFoundries usando sua tecnologia de processo 22FDX Silicon-on-Insulator de 22nm. Se tudo correr como planejado, a empresa espera escalar a produção para atingir sua meta de um sistema completo de computação quântica até 2028. Não está claro se a Diraq pretende usar as fábricas da GlobalFoundries para a produção em massa.

Viabilidade e testes já realizados

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No entanto, a empresa garante que a viabilidade de sua tecnologia já foi demonstrada usando dispositivos fabricados pelo instituto belga de pesquisa e desenvolvimento Imec (Interuniversity Microelectronics Center). Esses dispositivos, produzidos usando wafers padrão de 300 mm, demonstraram fidelidade de controle de qubit único de 99,9%, segundo a Diraq. A fidelidade é uma medida da eficiência de um computador quântico em realizar operações sem erros causados por ruído ou decoerência.

Os dispositivos apresentavam um layout semelhante a trabalhos anteriores de membros da equipe Diraq, mas foram redesenhados e fabricados pelo Imec usando sua linha de produção de 300 mm.

GlobalFoundries: Parceira de longo prazo

Um porta-voz da GlobalFoundries informou que sua equipe técnica discute há anos projetos para qubits spin baseados em CMOS. “A tecnologia de transistor 22FDX da GF possui diversas vantagens que fazem com que os transistores funcionem extremamente bem em temperaturas criogênicas (1 kelvin ou -272.15 C°) e também sejam adequados para a criação de qubits spin.

O chip que a Diraq está produzindo este mês, e que será fabricado pela GF, é o primeiro da parceria e se baseia em designs proprietários de circuitos de qubit e transistor da Diraq. A empresa receberá uma remessa de chips deste ciclo inicial de fabricação com a GF ainda este ano. Haverá uma série de chips futuros projetados pela Diraq que serão fabricados pela GF nos próximos anos, sob acordos comerciais de fornecimento padrão.”

De acordo com o porta-voz, a GlobalFoundries seria fornecedora de longo prazo da Diraq para “ambos os qubits e chips eletrônicos clássicos usados para controlar e medir os chips de qubit – que também precisam operar a -272.15 C°.”

O futuro da computação quântica: desafios e esperanças

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Imagem representativa

Assim como os chips de ponto quântico de silício da Intel, os dispositivos da Diraq são projetados para operar em temperaturas criogênicas, ou seja, perto do zero absoluto. Recentemente, a Intel revelou um método para testar seus protótipos usando uma câmara criogênica grande o suficiente para acomodar um wafer de silício inteiro. No ano passado, a empresa também forneceu amostras de seu chip de teste Tunnel Falls de 12 qubits para instituições de pesquisa e universidades americanas avaliarem.

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É importante ressaltar que a Diraq não é a única startup australiana de computação quântica que busca inovação. Em 2022, a Archer Materials anunciou uma parceria com a GlobalFoundries para fabricar sua tecnologia de chip quântico, que, ao contrário da Diraq e da Intel, promete operar em temperatura ambiente. Essa possibilidade eliminaria a necessidade de resfriamento extremo, tornando a computação quântica mais acessível e viável para implementações práticas.

Apesar do otimismo da Diraq e de outras empresas, o caminho para a computação quântica comercialmente viável ainda é longo. Os desafios técnicos persistem, e a correção de erros em sistemas com muitos qubits continua sendo um obstáculo significativo. Além disso, as aplicações práticas da computação quântica ainda estão sendo exploradas, e o impacto real dessa tecnologia em nosso cotidiano ainda é incerto.

No entanto, a parceria entre a Diraq e a GlobalFoundries representa um passo importante na direção de tornar a computação quântica uma realidade. A capacidade de fabricar chips quânticos usando processos de produção padrão é crucial para reduzir custos e aumentar a escalabilidade. Se a Diraq conseguir alcançar sua meta de construir um sistema quântico “comercialmente relevante” dentro de cinco anos, isso poderá acelerar significativamente o desenvolvimento da computação quântica e abrir caminho para novas descobertas científicas e inovações tecnológicas.

Fique ligado para atualizações:

À medida que a Diraq e outras empresas continuam a desenvolver a tecnologia quântica, nós acompanharemos o progresso e vamos postar atualizações sobre as últimas descobertas e avanços nesse campo fascinante.