Forscher der University of Hong Kong haben einen neuartigen neuromorphen Chip entwickelt, der bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt funktioniert und das biologische Prinzip neuronaler Signalverarbeitung nachahmt. Der Chip aus Siliziumkarbid (SiC) könnte die Skalierbarkeit von Quantencomputern deutlich verbessern und ist auch für extreme Weltraumbedingungen geeignet.
Das Team um Professor Zhang nutzt spezielle Siliziumkarbid-MOSFETs, die bei Temperaturen bis hinunter zu 10 Millikelvin (mK) ein energieeffizientes „Spiking“-Verhalten zeigen – ähnlich wie biologische Nervenzellen. Die Schaltkreise verbrauchen tausendfach weniger Energie als herkömmliche Elektronik und erzeugen dadurch deutlich weniger Wärme, ein zentrales Problem bei der Steuerung von Quantenbits (Qubits).
Moderne Quantencomputer benötigen komplexe Steuerelektronik, die jedoch bei den erforderlichen Millikelvin-Temperaturen enorme Wärme produziert und die Skalierbarkeit begrenzt. Der neue Chip löst dieses Problem, indem er direkt neben den Quantenprozessoren betrieben werden kann.
„Unsere Arbeit stellt eine Hardware-Plattform vor, die sich direkt neben Quantenprozessoren integrieren lässt“, erklärte Professor Zhang. Die Technologie basiert auf intrinsischen physikalischen Eigenschaften von Siliziumkarbid und ist mit bestehenden industriellen Fertigungsprozessen auf 300-Millimeter-Wafern kompatibel.
Neben Quantencomputern eignet sich der Chip auch für die Tiefraumsonden, die extremen Kältebedingungen ausgesetzt sind. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
