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英特尔公布量子计算低温控制芯片与谷歌和IBM差异化竞争_量子_英特尔

萌界大人物 2024-09-05 00:28:21 0

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英特尔称,Horse Ridge 是在量子掌握系统小型化的最新考试测验,由荷兰代尔夫特理工大学和英特尔联合开拓,利用自家的 22 纳米 FinFET 技能制造而成。
它可以实现对多个量子比特的掌握,为英特尔未来扩展到大规模系统铺垫了清晰的路线,提升了进一步设计、测试和优化商业化量子打算机的能力。

图 | Horse Ridge 低温掌握芯片(来源:英特尔)

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量子打算目前面临诸多寻衅,个中一个是超导量子比特仅在靠近绝对零度的温度下才能真正事情。
谷歌和 IBM 在研发量子打算时都须要一套体积弘大的掌握和冷却系统,一些管子的尺寸比人还粗,还须要数百根电线连接到外部微波发射器上。

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(图片来自网络侵删)

英特尔量子硬件主管 Jim Clarke 表示,“只管人们非常重视量子比特本身,但同时掌握多个量子比特的能力一贯是业界寻衅。
英特尔意识到,量子掌握是我们开拓大规模商用量子打算系统亟需办理的难题之一。
这便是为什么我们要投资量子偏差校正和掌握。
有了 Horse Ridge,英特尔已经开拓了一种可扩展的掌握系统,它将大大加速我们对量子打算潜力的测试和实现。

英特尔指出,自成立量子硬件部门以来,比较 “量子优胜性”,自己更看重“量子实用性”,一种确定“量子系统能否彻底改变游戏规则来办理实际问题” 的基准,以追求实用量子系统的开拓和商业化为主。

Horse Ridge 为什么主要

一贯以来,在实现量子打算机功能、引发其潜力的竞赛中,研究职员更关注量子比特的制造,构建了测试芯片,以证明少数以叠加态量子比特强大的能力。
但是,在英特尔早期的量子硬件开拓中——包括对硅自旋量子比特和超导量子比特系统的设计、测试和表征——认定了阻挡量子打算商业规模化的紧张瓶颈:互连(interconnect)和掌握(control electronics)。

英特尔认为 Horse Ridge 开启了一种“优雅的办理方案”,许可掌握多个量子比特,并为将未来构建能掌握更多量子比特的系统设定了明确的路径,是实现量子实用性的主要里程碑。

研究职员一贯致力于构建小型量子系统,以证明量子设备的潜力。
在绝大多数情形下,量子系统被放在一个低温制冷系统内(类似于冰箱),人们利用电子元件和高性能大型打算设备将它们和传统打算设备相连,并通过后者调节量子系统和量子比特的性能。

(来源:英特尔)

这些设备常日是定制设计的,以掌握单个量子比特,须要数百根连接线才能超过 “冰箱” 掌握量子处理器。
验证量子系统的实用性须要成千上万个量子比特,而商用量子办理方案乃至须要数百万个量子比特,如果每个量子比特都须要这么多的连接线,系统的拓展性就受到了严重的阻碍。

借助 Horse Ridge,英特尔从根本上简化了运行量子系统所需的电子掌握设备。
用高度集成的片上系统(SoC)更换笨重的仪器,简化整体系统设计的同时,许可利用繁芜的旗子暗记处理技能加快设置韶光,改进量子比特性能以及更高效地扩展到更多的量子比特。

Horse Ridge 降落了冷却难度

Horse Ridge 是高度集成的稠浊旗子暗记 SoC,除此之外,英特尔并未透露更多技能细节。

它将量子比特的掌握系统引入冰箱中,尽可能地靠近量子比特本身,从而有效降落了量子掌握工程的繁芜性:从数百根进出冰箱的电线,简化到在量子设备附近运行的一个独立封装芯片。

Horse Ridge 的编程指令与基本量子比特的操作保持同等,可以充当射频(RF)处理器来掌握冰箱中运行的量子比特。
它将程序指令转换为微波脉冲,以掌握量子比特的状态。

(来源:英特尔)

Horse Ridge 掌握芯片以俄勒冈州最冷的地区命名,寓意它支持在约 4 开尔文的极低温度下事情。
但纵然如此,这个温度还是高于超导量子比特系统所需的温度,大大降落了冷却量子系统的难度。

作为英特尔的竞争对手,谷歌和 IBM 紧张专注于超导量子比特的研究,由此驱动的量子打算系统须要在毫开尔文区间内运行,仅比绝对零度高一点点。
但英特尔认为,硅自旋量子比特具备在更高温度下事情的潜力,约 1 开尔文,希望能借此实现差异化竞争。

未来随着研究的连续,英特尔希望让低温掌握芯片和硅自旋量子比特处于相同的温度下运行。
这样或容许以解锁更高等的封装和互连技能,创造新的办理方案,比如将量子比特和掌握系统集成在一个简化的封装中。

写在末了

除了 22 纳米制程工艺,目前我们对英特尔 Horse Ridge 的技能参数险些一无所知,比如它可以同时掌握多少个量子比特或者对量子比特运算 / 掌握性能带来多大提升。

鉴于英特尔曾经试图在移动芯片领域复刻打算机芯片的领导地位,倾注数年心血和巨额资金,但依然以失落败告终,现在就称 Horse Ridge 是颠覆性成果、是超越谷歌和 IBM 的 “杀手锏” 仍旧为时尚早。

无论如何,看到不同团队乐意研究和发展不同的量子打算办理方案,足以让我们感到光彩,对量子打算的大规模实用抱有希望。

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