Компания SemiQon выпустила первый в мире КМОП-транзистор, полностью оптимизированный для работы при криогенных температурах

До сих пор традиционные электронные компоненты обычно использовались при сверхнизких температурах, а оборудование в таких условиях хронически не работает. Это представляет собой серьезное препятствие на пути к достижению отказоустойчивости. Благодаря резкому снижению тепловыделения в 1000 раз, новый транзистор SemiQon позволяет размещать управляющую электронику и считывающую информацию непосредственно внутри криостата, рядом с процессорами. Это упрощает растущую сложность управления и считывания данных с квантовых процессоров по мере их масштабирования, что является серьёзной проблемой, для которой существует мало других жизнеспособных решений.

«Нам и другим представителям научного сообщества было ясно, что транзистор, способный эффективно работать при сверхнизких температурах, будет иметь большую ценность для пользователей в сфере передовых вычислений и везде, где требуется, чтобы эти устройства функционировали в криогенных условиях», —сказал Химадри Маджумдар, генеральный директор и соучредитель SemiQon. «Нашей компании всего два года, и мы уже создали то, чего мир ещё не видел. Наш крио-КМОП-транзистор предоставит пользователям значительные преимущества как с точки зрения капитальных и операционных затрат, так и за счёт расширения функциональности их оборудования. Это потенциально может ускорить развитие квантовых технологий или даже открыть новую эру криогенной электроники».

Новый крио-КМОП-транзистор, разработанный специально для оптимальной работы при температуре 1 Кельвин и ниже, в диапазоне, в котором работает большинство квантовых компьютеров, обладает значительными преимуществами. К ним относятся потребление 0,1% энергии и уровень тепловыделения в 1000 раз ниже, чем у традиционных транзисторов, работающих при комнатной температуре. Это может стать убедительным аргументом для тех, кто тратит много средств на вычислительные операции и охлаждение, поскольку позволяет сократить расходы на электроэнергию.

Помимо квантовых вычислений, эти устройства также могут повысить энергоэффективность высокопроизводительных вычислений (HPC) и космических приложений, обеспечивая значительную экономию средств в этих отраслях.

Что касается квантовых вычислений, то затраты на охлаждение, необходимые для этих криогенных КМОП-транзисторов, могут быть более чем полностью компенсированы за счёт их в 1000 раз более эффективного энергопотребления. Таким образом, КМОП-транзистор SemiQon, оптимизированный для криогенных условий, меняет правила игры, поскольку он может значительно снизить затраты на эксплуатацию как традиционных высокопроизводительных, так и квантовых вычислений, а также сократить выбросы. Например, затраты на охлаждение огромных центров обработки данных могут быть очень высокими: по оценкам, глобальные затраты вырастут с 16 миллиардов долларов в этом году до более чем 42 миллиардов долларов к 2032 году. Таким образом, эти новые транзисторы представляют собой довольно привлекательное предложение.

«Квантовые технологии призваны произвести революцию в промышленности, но масштабируемость и цена являются актуальными проблемами. Оптимизированный транзистор SemiQon, способный эффективно работать в криогенных условиях, является важной вехой в разработке будущих квантовых компьютеров. Его новаторская работа направлена на то, чтобы сделать инновации в области высоких технологий прибыльными», — добавила Эрья Турунен, исполнительный вице-президент VTT в Финляндии.

В ближайшей перспективе эти крио-КМОП-транзисторы сократят количество дорогостоящей инфраструктуры управляющей электроники, необходимой для квантовых компьютеров, что сделает эти машины значительно менее громоздкими в производстве и более эффективными в эксплуатации. Компания ожидает, что эти преимущества будут востребованы производителями квантовых компьютеров и их инвесторами, поскольку эти машины продолжают усложняться на пути к отказоустойчивости.