Forte puissance de refroidissement. Faibles vibrations. Plus d’espace pour l’intégration. Accès facilité au QPU. Fonctionnement de niveau industriel. Une architecture conçue pour la montée en puissance.
Les processeurs quantiques présentent des exigences cryogéniques très différentes selon leur technologie, leur architecture et leur niveau de maturité.
À mesure que les QPU évoluent, l’augmentation du nombre de qubits, de la connectivité, des charges thermiques et de la densité d’intégration fait apparaître de nouveaux défis en matière de puissance de refroidissement, de gestion thermique, de connectivité RF et DC, d’environnement magnétique, d’intégration mécanique, d’automatisation, de fiabilité et de maintenabilité.
QCube® est la gamme de plateformes d’intégration QPU d’Absolut System, conçue pour répondre à ces défis et accompagner les fabricants de QPU depuis leurs premières plateformes de développement jusqu’à l’industrialisation et, à terme, vers des infrastructures quantiques de grande échelle.
QCube® repose sur une architecture produit structurée, combinant la puissance de refroidissement disponible à la température de fonctionnement cible avec une classe de température définie.
Cette approche fournit une base produit claire et évolutive, tout en conservant la flexibilité nécessaire pour adapter chaque plateforme aux spécificités de l’architecture du QPU.
Les architectures QCube® sont conçues pour fournir la puissance de refroidissement requise à la température de fonctionnement du QPU, depuis les environnements au millikelvin jusqu’aux systèmes sub-kelvin et kelvin à forte puissance.
Plateforme Kelvin de forte puissance
Plateforme d’intégration de QPU de classe 1 W
Plateforme pour applications quantiques de forte puissance dans la plage des Kelvin.
Le QCube®-1000-C4 répond aux applications quantiques nécessitant une puissance frigorifique élevée dans la plage de température des Kelvin.
Plateforme Sub-K de forte puissance
Plateforme d’intégration de QPU de classe 100 mW
Plateforme pour applications quantiques de forte puissance à température sub-Kelvin.
Le QCube®-100-C3 est conçu pour les processeurs quantiques nécessitant une puissance frigorifique nettement supérieure à des températures sub-Kelvin.
Il associe de hautes performances de refroidissement à un environnement complet d’intégration de QPU conçu autour de l’architecture du processeur.
Notre approche commence par les exigences du QPU — et non par le cryostat
Architecture cryogénique distante
Une approche par plateforme conçue pour la configuration
QCube® n’est pas un catalogue figé de cryostats.
La gamme de produits standard fournit des blocs de construction architecturaux et technologiques qualifiés qui constituent le point de départ de chaque plateforme d’intégration de QPU.
À partir de cette base, Absolut System peut adapter la plateforme en fonction des exigences du client : Puissance frigorifique • Température de fonctionnement • Architecture thermique • Connectivité RF et CC • Interfaces optiques • Environnement magnétique • Volume du QPU • Interfaces mécaniques • Instrumentation • Automatisation
Pourquoi le QCube® est différent
Les plateformes QCube® sont conçues en partant du QPU vers l’extérieur.
Plutôt que de considérer le processeur quantique comme une simple charge utile installée à l’intérieur d’une architecture de cryostat conventionnelle, Absolut System conçoit l’environnement cryogénique complet autour du QPU, de ses interfaces, de son fonctionnement et de son évolution future.
Architecture cryogénique distante
Éloigner les utilités cryogéniques du QPU
L’une des principales caractéristiques architecturales de QCube® est la séparation physique entre la plateforme d’intégration du QPU et les principales utilités cryogéniques.
La tête froide à tube à pulsation est située à l’extérieur de la plateforme d’intégration du QPU, dans une boîte froide dédiée.
La boîte froide et le système de gestion des gaz (GHS) peuvent également être installés dans un local technique séparé, à l’écart de la plateforme d’intégration du QPU.
Cette architecture offre plusieurs avantages : Réduction de la transmission des vibrations • Espace d’intégration accru pour le QPU • Plus grande flexibilité d’installation • Utilités techniques déportées
Elle facilite également l’intégration de QCube® dans les environnements de laboratoire, de calcul haute performance (HPC) et les futurs centres de données.
Environnement QPU à faibles vibrations
Éloigner l’une des principales sources de vibrations du processeur quantique
Les vibrations mécaniques peuvent affecter directement les performances des systèmes quantiques sensibles.
En plaçant le tube à pulsation à l’extérieur de la plateforme d’intégration du QPU, QCube® sépare physiquement l’une des principales sources de vibrations mécaniques de l’environnement du QPU.
L’architecture mécanique et cryogénique est conçue pour limiter la transmission des vibrations au processeur quantique et éviter les résonances dans les plages de fréquences de fonctionnement critiques du QPU.
Production de froid déportée → Réduction de la transmission des vibrations → Environnement QPU plus stable
Plus d’espace pour votre QPU
Le système cryogénique s’adapte au processeur — et non l’inverse
Retirer les équipements cryogéniques principaux de la plateforme d’intégration du QPU libère un volume d’intégration précieux autour du processeur quantique.
Cet espace peut être dédié à : L’encapsulation du QPU • La connectivité RF • La connectivité CC • Les fibres optiques • Les systèmes magnétiques • La thermalisation • Les capteurs • L’instrumentation
Plaque froide standard : 250×250 mm² (Ces dimensions peuvent être augmentées selon les besoins du client.)
Ce volume d’intégration supplémentaire offre également une marge pour les futures générations de QPU, à mesure que les processeurs, la connectivité et les équipements associés gagnent en taille et en complexité.
Plus de volume utile aujourd’hui, plus de marge d’intégration pour demain !
Accès facile au QPU
Conçu pour l’installation, le remplacement et la mise à niveau
Les plateformes QCube® offrent un accès direct par le haut au QPU, simplifiant l’installation, le retrait et le remplacement du processeur.
Des solutions de manipulation dédiées et des outils simplifiés sont conçus pour rendre les opérations d’intégration du QPU plus sûres, plus rapides et plus reproductibles.
C’est particulièrement important lors du développement et de l’industrialisation du QPU, lorsque les générations de processeurs et les configurations expérimentales peuvent évoluer fréquemment.
Accès direct par le haut • Outillage simplifié • Remplacement du QPU facilité • Complexité d’intégration réduite
Environnement magnétique
Génération, contrôle ou blindage des champs magnétiques selon la technologie du QPU
L’environnement magnétique peut faire partie intégrante de la conception et du fonctionnement du QPU.
Pour certaines technologies de qubits, un champ magnétique précisément contrôlé est essentiel au fonctionnement des qubits, tandis que d’autres exigent des champs magnétiques résiduels très faibles et un blindage dédié pour préserver les performances quantiques.
Absolut System peut prendre en charge la conception, la fabrication et l’intégration de bobines d’aimants supraconducteurs ou cryogéniques au sein de la plateforme d’intégration du QPU, en tenant compte à la fois des performances de champ magnétique requises et des contraintes spécifiques de l’environnement du QPU.
Notre approche au niveau système aborde l’interaction entre le système magnétique et la plateforme cryogénique complète, incluant : Exigences de champ magnétique • Homogénéité et stabilité du champ • Géométrie du QPU et volume d’intégration disponible • Charges thermiques et thermalisation • Aménagements de courant • Interfaces mécaniques • Blindage magnétique • Intégration électrique • Considérations de quench et de sécurité
L’objectif est de fournir un environnement magnétique conçu comme faisant partie intégrante de la plateforme d’intégration du QPU, plutôt que de traiter l’aimant comme un sous-système indépendant.
Des exigences magnétiques à une solution cryogénique intégrée : Conception → Modélisation → Fabrication → Intégration → Test
Automatisation de qualité industrielle
Cryogénie avancée sans exploitation quotidienne complexe
Le fonctionnement quotidien du QPU ne devrait pas exiger un soutien continu d’experts en cryogénie.
QCube® est conçu pour rendre le fonctionnement cryogénique avancé de plus en plus transparent pour les utilisateurs du QPU.
QCube® intègre une architecture de contrôle et d’automatisation de qualité industrielle conçue pour un fonctionnement robuste, reproductible et convivial.
Des séquences automatisées peuvent gérer les principales phases de fonctionnement du système cryogénique, réduisant ainsi le niveau d’expertise cryogénique requis pour l’exploitation de routine.
Le système de contrôle intègre : Séquences de fonctionnement automatisées • Surveillance • Alarmes • Dispositifs de verrouillage • Fonctions de sécurité • Diagnostics • Acquisition de données, via une interface de contrôle orientée utilisateur.
Automatisé. Surveillé. Protégé. Reproductible.
L’objectif est de rendre la cryogénie avancée de plus en plus transparente pour l’utilisateur en informatique quantique, permettant aux équipes QPU de se concentrer sur le développement et l’exploitation du processeur quantique.
À mesure que les systèmes quantiques passent du stade de démonstrateurs de laboratoire à celui de systèmes destinés à une exploitation industrielle, la fiabilité et la disponibilité des infrastructures cryogéniques deviennent aussi importantes que leurs performances cryogéniques maximales.
QCube® applique l’approche d’ingénierie des systèmes industriels d’Absolut System tout au long du cycle de vie complet du système :
Spécifications → Modélisation → Architecture → Ingénierie → Fabrication → Assemblage & Intégration → Tests → Mise en service → Exploitation → Maintenance
La fiabilité est prise en compte dès les phases de définition de l’architecture et de sélection des composants, puis tout au long de l’assemblage, des tests au niveau système et de la mise en service.
L’objectif est de garantir un fonctionnement cryogénique stable, reproductible et fiable, tout en facilitant le diagnostic, la maintenance et la remise en service du système.
Conception robuste • Composants industriels • Assemblage maîtrisé • Tests au niveau système • Diagnostic • Maintenabilité • Facilité d’intervention
Chaque plateforme QCube® suit un processus maîtrisé de fabrication, d’assemblage, d’intégration et de test, comprenant une vérification au niveau des composants, suivie de tests fonctionnels et de performances au niveau système avant la livraison au client.
Vérification des composants → Assemblage maîtrisé → Intégration → Tests système → Vérification des performances → Réception client
QCube® a été conçu dès le départ avec une vision de montée en puissance à l’échelle quantique.
En séparant physiquement la production de froid et les services cryogéniques de la plateforme d’intégration QPU, l’architecture QCube® crée une voie naturelle vers des infrastructures cryogéniques distantes et progressivement centralisées.
Un premier système QCube® peut fonctionner avec des équipements dédiés de production de froid et un GHS (Gas Handling System / système de gestion des gaz).
À mesure que le nombre de plateformes QPU augmente, ce même principe architectural ouvre la voie à des configurations dans lesquelles une infrastructure centralisée de production de froid et de services cryogéniques peut prendre en charge plusieurs plateformes d’intégration QPU.
La capacité de production de froid et l’infrastructure de pompage peuvent évoluer au sein d’une architecture commune de services cryogéniques, au fur et à mesure du déploiement de nouvelles plateformes QPU.
Les fabricants de QPU ne développent pas un unique processeur quantique. Ils conçoivent des générations successives de systèmes quantiques toujours plus puissants et complexes.
Leur infrastructure cryogénique doit donc évoluer au même rythme que leur feuille de route.
QCube® permet à Absolut System de collaborer avec les fabricants de QPU non seulement sur les exigences de leur processeur actuel, mais également sur l’évolution future de la puissance de refroidissement, de la connectivité, de la capacité d’intégration des QPU, de l’automatisation, de la fiabilité et de l’infrastructure cryogénique.
Les premières plateformes QCube® sont conçues pour répondre aux exigences actuelles des QPU, tout en établissant une architecture capable d’accompagner la montée en puissance des technologies quantiques de demain.
La production de froid déportée, la séparation des services cryogéniques de l’environnement du QPU, les plateformes d’intégration QPU modulaires, l’automatisation de niveau industriel et une approche fondée sur l’ingénierie des systèmes constituent les bases des futures infrastructures cryogéniques de grande échelle.
C’est au cœur de l’ambition d’Absolut System : accompagner les fabricants de QPU tout au long de leur parcours de montée en puissance, en veillant à ce que leur infrastructure cryogénique évolue au même rythme que leurs processeurs quantiques.
La cryogénie ne doit jamais devenir un frein à la montée en puissance du quantique.
FABRICANTS DE QPU — Que vous développiez votre première plateforme QPU ou prépariez la prochaine génération de votre architecture quantique, Absolut System travaille aux côtés de vos équipes pour définir la plateforme cryogénique dont vous avez besoin aujourd’hui — et préparer l’infrastructure nécessaire demain.
ENTREPRISES DE HARDWARE QUANTIQUE — Que vous développiez un composant quantique ou prépariez son intégration dans un système complet, Absolut System fournit l’environnement cryogénique nécessaire pour développer, caractériser, tester et valider votre technologie.
LABORATOIRES DE RECHERCHE — Que vous exploriez de nouvelles technologies quantiques ou développiez des systèmes expérimentaux avancés, Absolut System travaille aux côtés de vos équipes pour concevoir et développer les solutions cryogéniques nécessaires afin de transformer vos concepts en démonstrateurs opérationnels.
