C12 перенесла углеродные нанотрубки на квантовый чип

Французский стартап C12 представил технологию Pick & Place для сборки квантовых процессоров на базе углеродных нанотрубок. Она позволяет заранее проверять отдельные нанотрубки и затем переносить на чип только подходящие элементы. Для квантовой индустрии это попытка убрать одну из самых дорогих проблем — разброс параметров между физическими кубитами.

C12 строит процессоры на спиновых кубитах, размещённых внутри нанотрубок из изотопно чистого углерода-12. По данным компании, новая схема добавляет промежуточный этап сборки: каждую нанотрубку можно протестировать электрически ещё до интеграции в полупроводниковую подложку. Это должно снизить шум и повысить повторяемость характеристик, а значит, сократить число физических кубитов, нужных для одного логического кубита с коррекцией ошибок.

Для квантовых чипов это не косметическое улучшение. Главный барьер при масштабировании сейчас не только в количестве кубитов, но и в том, насколько одинаково они ведут себя в большой системе. Если физические элементы отличаются слишком сильно, растут ошибки, усложняется калибровка, а выигрыш от добавления новых кубитов быстро съедается сервисной обвязкой.

C12 утверждает, что уже показала чип высокой плотности с 17 квантовыми устройствами на одной подложке. Компания также говорит о совместимости своей платформы с привычными для полупроводниковой отрасли техпроцессами. Это важная деталь: многие квантовые архитектуры демонстрируют хорошие лабораторные результаты, но начинают буксовать, когда речь заходит о повторяемом производстве не десятков, а тысяч элементов.

Технология также должна упростить создание сверхпроводящей квантовой шины для связи между кубитами. Такие соединения нужны в более крупных системах, особенно если разработчик рассчитывает перейти от демонстраций физических кубитов к логическим операциям с коррекцией ошибок. В апреле C12 опубликовала дорожную карту из четырёх поколений процессоров: первый чип Aïdôs намечен на 2027 год, а платформа Panopeia, по плану компании, должна выйти к 2033 году и поддерживать до 800 логических кубитов.

Другие подходы к квантовым чипам

C12 работает в сегменте, где побеждает не самая эффектная физика, а та, которую можно выпускать серийно. IBM делает ставку на сверхпроводящие кубиты и в своей публичной дорожной карте ориентировалась на систему Starling с 200 логическими кубитами к 2029 году. PsiQuantum, напротив, развивает фотонный подход и строит инфраструктуру вокруг стандартного полупроводникового производства вместе с GlobalFoundries.

Есть и близкие по духу конкуренты. Intel и несколько академических групп много лет исследуют спиновые кубиты в кремнии, рассчитывая использовать совместимость с CMOS-процессами. У C12 похожий аргумент для инвесторов и заказчиков, только вместо кремния компания использует углеродные нанотрубки как более «чистую» среду с меньшим шумом от ядерных спинов.

Деньги в этой гонке уже индустриальные. По оценке McKinsey, рынок квантовых технологий к 2040 году может достигнуть от $45 млрд до $131 млрд в зависимости от темпов коммерциализации. Поэтому новости о сборке, упаковке и контроле качества для отрасли значат не меньше, чем очередной рекорд по числу кубитов. Красивые цифры в презентации квантовый компьютер ещё не собирают.

Следующая проверка для C12 будет довольно приземлённой. Компании нужно показать, что Pick & Place работает не на единичных образцах, а на сериях чипов с предсказуемым выходом годных устройств. Ответ на этот вопрос может появиться уже в 2027 году, когда стартап обещает первое поколение процессора Aïdôs и первые данные по стабильности своей платформы вне лабораторной демонстрации.