Ruotsalainen Arkeon Technologies väittää ratkaisseensa yhden kvanttiprosessorien suurimmista tuotanto-ongelmista: kubittien tarkan taajuuden säätämisen valmistuksen jälkeen. Kyse on kriittisestä haasteesta, sillä kvanttipiireissä jo yhden kubitin ”väärä nuotti” voi romahduttaa koko järjestelmän toiminnan. Yhtiö on nyt saanut rahoitusta Chalmers Venturesilta jatkaakseen teknologiansa kaupallistamista.
Arkeon on kehittänyt menetelmän, jolla supranjohtavien kubittien taajuutta voidaan hienosäätää jälkikäteen. Tämä ratkaisee kaksi kvanttisirujen teollisen valmistuksen suurta ongelmaa: kubittimäärän skaalaamisen ja alhaisen tuoton, joka syntyy, kun osa valmistetuista piireistä ei toimi suunnitellulla taajuusalueella ja joudutaan siksi hylkäämään. Yhtiön mukaan uusi tapa toimii kuin kvanttipiiriin lisätyt viritystapit, joilla jokainen ”kieli” voidaan säätää kohdalleen vasta sen jälkeen, kun piiri on jo tehty.
Säätö tehdään syöttämällä sähköpulsseja kubittien Josephson-liitoksiin. Pulssit muuttavat liitoksen resistanssia, mikä korreloi kubitin operointitaajuuden kanssa. Tällä tavoin kubittien väliset taajuuserot voidaan korjata tarkasti ja piiri tuoda ”harmoniaan”. Nykyisillä valmistusmenetelmillä kubittien taajuudet voivat vaihdella jopa viidestä kymmeneen prosenttia, mikä tekee valtaosasta siruja käyttökelvottomia.
Arkeonin nykyinen liiketoimintamalli perustuu siihen, että tutkimusryhmät ja laboratoriot lähettävät yhtiölle toimimattomia kvanttipiirejä, jotka Arkeon säätää takaisin käyttökelpoisiksi. Tulevaisuudessa toimitusjohtaja Peter Hörstedt näkee teknologian integroituvan suoraan teolliseen tuotantoon: Arkeon olisi viimeinen vaihe ennen piirien pakkaamista ja toimitusta asiakkaille.
Tavoitteet ovat kunnianhimoiset. Kvanttiteollisuus pyrkii miljoonien kubittien järjestelmiin 2030-luvulla, mutta nykyisillä valmistustoleransseilla se on käytännössä mahdotonta. Hörstedtin mukaan juuri tällaiset skaalautuvuuden pullonkaulat tekevät Arkeonin teknologiasta välttämättömän osan tulevia tuotantolinjoja.
Arkeon on jo todistanut menetelmän toimivuuden Chalmersin kvanttipiireillä, ja seuraavaksi vuorossa on validointi muilla qubit-arkkitehtuureilla. Yritys tähtää nyt ensimmäiseen kaupalliseen projektiin kvanttiprosessorien valmistajan kanssa.
Lähde: Elektroniktidningen, kuva: Peter Hörstedt ja Andreas Nylander
