IBM introduceerde de superkoelkast Goldeneye. Het zal een proof-of-concept zijn voor een oploskoelkast die 'toekomstige generaties kwantumcomputers' kan koelen.
Tegelijkertijd is de koelkast nog niet ontworpen voor gebruik met IBM-quantumprocessors.
Goldeneye kan drie keer het volume van huishoudelijke koelkasten (1,7 versus 0,4-0,7) koelen tot de temperatuur van de ruimte. Zo koelde IBM de Goldeneye af tot een werktemperatuur van -273,1°C (ongeveer 25 mK) en plaatste er een quantumprocessor in.
Goldeneye heeft 10 keer minder ruimte nodig dan de huidige grootschalige verdunningskoelkasten. Tegelijkertijd kan daar een gelijkwaardige hoeveelheid kwantumapparatuur worden geplaatst.
Verdunningskoelkasten zijn experimentele cryogene apparaten die een ruimtevolume afkoelen tot milli-Kelvin (mK) -modus met behulp van een mengsel van twee heliumisotopen genaamd helium-3 (He-3) en helium-4 (He-4). Oplossingskoelers voeren deze koeling uit met behulp van een reeks fasen om warmte uit het heliumisotoopmengsel te verwijderen en gebruiken vervolgens vacuümpompen om de He-3 te circuleren en te verdunnen in het He-3/He-4-mengsel totdat de doeltemperatuur is bereikt. Tot voor kort waren alle verdunningskoelkasten "natte" systemen, waarbij vloeibare stikstof en andere cryogene vloeistoffen nodig waren om te beginnen met koelen. Moderne koelkasten zijn vaker "droog" en gebruiken een mechanische component, een cryokoeler genaamd, die begintemperaturen van 50 K en 4 K levert om het heliummengsel voor te koelen.
Het Goldeneye-project heeft een volledig nieuw ontwerp van het frame en de cryostaat - het belangrijkste tonvormige onderdeel dat verantwoordelijk is voor koeling - om het experimentele volume te maximaliseren, terwijl het geluid wordt verminderd en de temperaturen worden bereikt die nodig zijn om de experimentele kwantumapparatuur te koelen. Het ontwerp is modulair, waardoor prototyping veel eenvoudiger wordt. De cryostaat heeft een clamshell-ontwerp waardoor de buitenste vacuümkamer zijwaarts kan worden geopend en het niet nodig is om de hele buitenste schil te verwijderen om toegang te krijgen tot de apparatuur binnenin. Het volledig geautomatiseerde Goldeneye-systeem omvat een op maat ontworpen zwenkkraan waarmee in de toekomst zelfs één persoon een koelkast op afstand kan bedienen met behulp van een open source visualisatieplatform.
In de cryostaat is het mogelijk om een set van 10 interne platen te installeren voor het bevestigen van componenten in de bovenste en onderste helft: vijf "gewone" blokken aan de bovenkant en vijf omgekeerde aan de onderkant. Het is ook geschikt voor maximaal zes afzonderlijke koelkasten, die ongeveer ~10mW leveren bij 100mK koelvermogen en meer dan 24W koelvermogen bij 4K dempingsmethoden.
In de Goldeneye werd een qubit-chip geplaatst. De onderzoekers konden een coherentietijd van ongeveer 450 microseconden reproduceren, vergelijkbaar met de coherentietijd gemeten in andere commerciële verdunningskoelsystemen. Tegelijkertijd namen de prestaties van de qubit niet af.
Goldeneye zal worden vervoerd naar het IBM Quantum Computing Center. Daar zal het verder worden getest om toekomstige koelingsbehoeften voor kwantumdatacenters te bepalen. Het is de bedoeling dat de koelkast na 2025 wordt gebruikt om de kwantumprocessors van IBM te verbeteren. De mogelijkheden zullen met name worden gebruikt om het Bluefors Kide cryogene platform te ontwikkelen dat samenwerkt met IBM Quantum. In 2023 start het bedrijf met de implementatie van IBM Quantum System Two op Bluefors Kide.
In november 2021 maakte IBM bekend dat het erin was geslaagd een Eagle-quantumprocessor van 127 qubit te bouwen. Het bedrijf is van plan om de Osprey-processor met 433 qubits uit te brengen, en in 2023 de Condor met 1.121 qubits.
bbabo.Net