11月26日，芬兰量子硬件公司SemiQon推出了首款针对低温条件进行全面优化的CMOS晶体管。这些晶体管专为在1开尔文或更低的温度下工作而设计，可显著提高量子计算和其他高级计算应用的可扩展性与效率。这项技术将用于提供cryo-CMOS集成电路，以实现多路复用和解复用等功能。公司计划首先使用这项技术为量子计算领域的特定客户开发定制芯片。然后，SemiQon将开发一系列标准芯片，可以出售给客户，包括那些在量子计算以外其他领域的公司。
来源：SemiQon
多管齐下，优势显著
到目前为止，传统的电子元件通常用于超低温环境，而这些设备在这种条件下长期表现不佳，这是实现容错量子计算道路上的一个主要障碍。SemiQon的新型晶体管允许控制和读出电子设备直接与处理器一起放置在低温恒温器内，但不会造成因散热给系统带来的中断。这项创新通过简化大规模量子处理器所需的控制和读出电子设备来解决量子计算中的关键瓶颈，这是实现容错的关键步骤。
技术的主要特性包括：
与传统晶体管相比，散热降低1000倍，可与低温量子处理器集成，而不会出现过热问题。
耗电量仅为传统室温晶体管的0.1%，可显著降低能源和冷却成本。
与现有的CMOS制造工艺兼容，无需新的基础设施投资即可进行大规模生产。
来源：SemiQon
SemiQon首席执行官兼联合创始人Himadri Majumdar 表示：“我们和科学界的其他人都很清楚，能够在超低温下高效运行的晶体管将为先进计算领域的用户，以及设备需要在低温条件下运行的任何地方的用户提供巨大的价值。在公司成立仅2年的情况下，我们已经交付了世界上前所未有的产品。cryo-CMOS晶体管将在资本支出和运营支出方面为用户提供相当大的优势，并提升硬件性能，有望加速量子技术的发展，甚至开启低温电子学的新时代。”
高投入，高回报
新型cryo-CMOS晶体管经过专门设计，可在1开尔文或更低的温度下（大多数量子计算机的运行范围）发挥最佳性能，具有广泛的优势。这些特性包括消耗0.1%的功率，提供比传统室温晶体管低1000倍的散热水平。对于那些在计算操作和冷却上花费大量成本的组织来说，这可能会帮助它们大幅削减能源成本，成为一个成功的商业案例。
除了量子计算之外，该技术在高性能计算（HPC）和星载系统中也具有潜在应用，可通过减少能源使用来节省成本、创造环境效益。
来源：SemiQon
对于量子技术而言，这些低温CMOS晶体管所需的冷却成本可通过其1000倍的高效功耗完全收回。因此，SemiQon的低温优化CMOS晶体管是一项很有前景的技术，它有望在大幅低传统HPC和量子计算运行成本的同时减少排放。从宏观看，为大型数据中心冷却的成本可能非常高昂，全球的成本估计将从今年的160亿美元增长到2032年的420亿美元以上。
“量子技术将彻底改变各行各业，但可扩展性和价格是我们当前面临的挑战。SemiQon的优化晶体管能够在低温条件下高效运行，是未来量子计算机发展的重要里程碑。”芬兰VTT执行副总裁 Erja Turunen 补充道。
短期内，这些cryo-CMOS晶体管将减少量子计算机所需的昂贵控制电子基础设施的数量，显著降低这些机器的构建难度，实现更高的运行效率。SemiQon预计，这些优势将在量子计算机制造商及其投资者中受到欢迎。
SemiQon计划在2025年向客户交付第一批低温优化晶体管，帮助克服当今量子计算机开发中存在的扩展挑战。
参考链接
[1]https://www.semiqon.tech/news-insights/first-ever-cmos-transistor-fully-optimized-for-cryogenic-conditions-released-by-semiqon
[2]https://quantumcomputingreport.com/semiqon-launches-cryo-optimized-cmos-integrated-circuits-for-quantum-and-hpc-applications/