Creato il primo transistor CMOS ottimizzato per condizioni criogeniche: quantum computing nel mirino

SemiQon, startup finlandese creata da ex ricercatori del Technical Research Centre of Finland, ha annunciato di aver messo a punto "il primo transistor al mondo in grado di funzionare in modo efficiente in condizioni criogeniche". I transistor di SemiQon possono essere prodotti in serie utilizzando le fabbriche CMOS esistenti, senza bisogno di nuove infrastrutture. Lo studio completo è su ArXiv.

Nella loro nota stampa, i ricercatori affermano i transistori tradizionali usati a bassissime temperature restituiscono prestazioni "cronicamente insufficienti", rappresentando un grosso ostacolo sulla strada per raggiungere la tolleranza ai guasti.

Grazie a una drastica riduzione della dissipazione di calore di 1.000 volte, il nuovo transistor di SemiQon consente di collocare l'elettronica di controllo e di lettura direttamente all'interno di un criostato, accanto ai processori, ma senza causare i problemi che la dissipazione di calore comporta in questi sistemi. In pratica, il nuovo transistor semplifica la crescente complessità degli apparati di controllo e lettura dei processori quantistici.

"Per noi e per altri membri della comunità scientifica era chiaro che un transistor in grado di funzionare in modo efficiente a temperature bassissime avrebbe offerto un valore sostanziale agli utenti del settore dell'informatica avanzata e a tutti i dispositivi che devono funzionare in condizioni criogeniche", ha dichiarato Himadri Majumdar, CEO e co-fondatore di SemiQon.

"La nostra azienda ha appena due anni di vita e ha già realizzato qualcosa che il mondo non ha mai visto prima. Il nostro transistor cryo-CMOS offrirà notevoli vantaggi agli utenti sia in termini di CapEx e OpEx, sia migliorando la funzionalità del loro hardware. Ciò potrebbe potenzialmente accelerare lo sviluppo delle tecnologie quantistiche o addirittura consentire una nuova era dell'elettronica criogenica".

Progettato specificamente per funzionare in modo ottimale a temperature intorno a 1 Kelvin (-272,15°C), l'intervallo in cui opera la maggior parte dei computer quantistici, il nuovo transistor cryo-CMOS offre numerosi vantaggi. Tra questi, il consumo di energia pari allo 0,1% e i livelli di dissipazione del calore 1.000 volte inferiori rispetto ai transistor tradizionali a temperatura ambiente.

Oltre all'informatica quantistica, questi dispositivi hanno anche il potenziale per migliorare l'efficienza energetica nelle applicazioni di calcolo ad alte prestazioni (HPC) e spaziali, garantendo importanti risparmi sui costi in questi settori dove il raffreddamento pesa sui costi operativi totali in modo importante.

Per quanto riguarda il quantum computing, i ricercatori affermano che "il costo del raffreddamento richiesto per questi transistor CMOS criogenici può essere più che completamente recuperato grazie al loro consumo energetico 1000 volte più efficiente".

"La tecnologia quantistica è destinata a rivoluzionare le industrie, ma la scalabilità e il prezzo sono sfide attuali. Il transistor ottimizzato di SemiQon, in grado di funzionare in modo efficiente in condizioni criogeniche, è un'importante pietra miliare nello sviluppo dei futuri computer quantistici. Il suo lavoro pionieristico mira a rendere redditizia l'innovazione nel campo della deep-tech", ha affermato Erja Turunen, vicepresidente esecutivo del VTT in Finlandia.

SemiQon prevede di consegnare ai clienti i primi transistor CMOS crio-ottimizzati nel 2025.