4min Devices

Intel hoopt met Tunnel Falls-chip quantum-onderzoek aan te jagen

Intel hoopt met Tunnel Falls-chip quantum-onderzoek aan te jagen

Intel heeft de zogeheten Tunnel Falls-onderzoekschip onthuld. Deze processor is bedoeld voor analyse en bestudering door de academische wereld. Ondanks de revolutionaire aard van quantum computing tracht Intel zoveel mogelijk bestaande productietechnieken in stand te houden.

Concreet gaat het hier om een 12-qubit chip dat op een stukje silicium van 300mm gebakken is. Hoewel dat aantal niet al te indrukwekkend klinkt, is het belangrijk om op te merken dat qubits uitzonderlijk capabel kunnen zijn. Zo stelt Intel dat een huidige proof of concept met meer dan 50 qubits al theoretisch voorbij bestaande supercomputers is qua rekenkracht.

Met de nieuwe chip zouden er meer soorten experimenten mogelijk zijn wat betreft de fundamenten achter qubits en quantum dots. Daarnaast dient het onderzoekers de mogelijkheid te geven om te kijken wat er kan door meerdere qubits op een taak los te laten.

(Nog) niet commercieel

Intel richt zich met name op de democratisering van quantum-technologie voor onderzoekers.

Tijdens de aankondiging vroegen verschillende journalisten zich af hoe Intel tegen de onderlinge strijd met partijen als IBM aankijkt. Immers zijn er al wat spelers op quantum computing-gebied, hoewel het nog verre van een markt is. Intel zelf is volgens quantum-topman James Clarke nog helemaal niet zeker van de commerciële aard van quantum. Hij denkt dat er eerst nog grote ontwikkelingsstappen nodig zijn, die het tempo van Moore’s Law moeten kunnen bijhouden. Wel ziet hij niet veel in IBM’s fameuze roadmaps, die veelal de komende vijf jaar uitstippen. Clarke denkt dat dat soort roadmaps al snel gedateerd zijn.

Dit beeld wordt versterkt door het feit dat Intel volgend jaar alweer met een volgende research-chip gaat komen. Zo hoopt het de tijdlijn van de commercialisering van ‘classical computing’ ruimschoots voorbij te gaan. De allereerste transistor werd in 1947 ontwikkeld, terwijl met de Intel 4004 pas in 1971 er een commerciële microprocessor ontstond. De eerste fysieke quantum-chips waren pas in de jaren ’90 te zien. Voor in de toekomst probeert Intel ook voort te bouwen op de bestaande technieken die chips momenteel ondersteunen. Zo is Tunnel Falls gebaseerd op CMOS, dus heeft het een overdraagbaar productieproces met huidige transistor-gebaseerde chips.

Waarom quantum?

Hoewel we nog altijd verkleiningen zien van productieprocessen, zijn veel problemen niet in praktische zin met klassieke binaire chips op te lossen. Intel haalt o.a. chemie en cryptografie aan, dat met tegenwoordige commerciële processoren alleen tijdig kan worden uitgevogeld als de code bepaalde ‘shortcuts’ maakt. In feite gaat het hier om aannames van bepaalde onzekerheden, zodat we niet jarenlang op een antwoord van een berekening hoeven te wachten.

Quantum is bijzonder moeilijk om in z’n geheel te vatten, waardoor we afhankelijk zijn van de abstracties die experts als James Clarke kunnen verzinnen. Een bekende is de analogie van de staat van een munt: in de klassieke computing-wereld bevindt een munt zich ofwel op kop, ofwel op munt. Bij quantum kan deze munt een ‘superpositie’ aannemen, waarbij beide staten gelden. Wie het wil observeren, lijkt quantum ertoe te dwingen om als ofwel munt, ofwel als kop getoond te worden. Deze combinatie van zaken maakt quantum computing in potentie vele malen krachtiger dan conventionele chips, maar er zijn veel uitdagingen. Zo moet er alles aan gedaan worden om ruis tegen te gaan, dat de berekeningen verstoort. Koelkasten die bijna 0 Kelvin kunnen bereiken, zijn vereist voor de koeling.

Investeringen, full stack

Ondanks dat Intel niet opeens volgend jaar met de Intel Core Quantum of iets dergelijks komt, zijn er forse investeringen in deze sector. Vanuit overheden vormen China, de EU en de VS de topdrie. Intel zelf heeft 49 miljard dollar geïnvesteerd in de D1-R&D Fab in Oregon, dat 21.000 werknemers kent. Uit de aankondiging blijkt dat het bedrijf bijzonder trots is op deze faciliteit. Niet opmerkelijk, gezien de doorbraken die het mogelijk maakt en gaat maken.

Daarnaast werkt Intel samen met o.a. de Amerikaanse Laboratory for Physicial Sciences (LPS) aan de University of Maryland. Een aantal universiteiten in de VS zullen de chip als eerste ontvangen.

Wie denkt dat er wellicht een hybride van classical computing en quantum komt, kan op den duur bij Intel terecht. Het verwacht HPC (high-performance compute) te verbinden met quantumcomputers om de berekeningen te verwerken en behapbaar te maken.

Lees ook: Volgens Intel kunnen we vaarwel zeggen tegen 16- en 32-bit