英特爾量子計(jì)算項(xiàng)目有了新進(jìn)展。

英特爾實(shí)驗(yàn)室首席工程師 Stefano Pellerano 稱新的低溫控制芯片將加速全堆棧量子計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展，標(biāo)志著商業(yè)上可行的量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展的一個(gè)里程碑。

雷鋒網(wǎng) 2 月 19 日消息，據(jù)外媒報(bào)道，在舊金山舉行的國際固態(tài)電話會(huì)議上，英特爾和 QuTech 稱正在為 新的低溫控制芯片馬嶺的設(shè)計(jì)技術(shù)揭秘。

英特爾實(shí)驗(yàn)室和 QuTech 研究人員在一篇研究論文中概述了新型低溫量子控制芯片的技術(shù)特點(diǎn)。英特爾  表示他們設(shè)計(jì)了可伸縮的片上系統(tǒng)( SOC )，使其在低溫下工作，簡化了控制電子和互連線，使其能夠優(yōu)雅地進(jìn)行規(guī)模和操作大型量子計(jì)算系統(tǒng)。

馬嶺則解決了在構(gòu)建一個(gè)足以展示量子實(shí)用性的量子系統(tǒng)方面的基本挑戰(zhàn)--可伸縮性、靈活性和保真度。

目前，量子計(jì)算的挑戰(zhàn)在于，它只能在接近冰點(diǎn)的溫度下工作。而英特爾正在試圖改變這一狀況，但控制芯片朝著在極低溫度下實(shí)現(xiàn)控制邁出了一步，因?yàn)樗藬?shù)百條線進(jìn)入一個(gè)裝有量子計(jì)算機(jī)的冷藏箱。

目前，量子研究人員只使用少量的量子位或量子比特，使用由復(fù)雜的控制和互連機(jī)制所包圍的較小的、定制的系統(tǒng)。英特爾的馬嶺則大大降低了這一復(fù)雜性。

英特爾實(shí)驗(yàn)室( Intel Labs )量子硬件主管吉姆·克拉克( Jim Clarke )在一份聲明中表示，英特爾系統(tǒng)地致力于將量子實(shí)用所需的量子比特?cái)U(kuò)展到數(shù)千位，從而在使商業(yè)上可行的量子計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。

將量子計(jì)算應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界中的問題，首先取決于同時(shí)具有高保真度的數(shù)千個(gè)量子位的擴(kuò)展和控制能力。

英特爾表示，馬嶺通過使用高度集成的 SOC 來簡化目前運(yùn)行這樣一個(gè)量子系統(tǒng)所需的復(fù)雜控制電子設(shè)備，以加快啟動(dòng)時(shí)間，改善量子位性能，并有效地?cái)U(kuò)展到實(shí)際應(yīng)用所需的更大的量子位數(shù)。

ISSCC 文件重點(diǎn)介紹了三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)細(xì)節(jié)：

可伸縮性：集成 SoC 設(shè)計(jì)采用 Intel 的 22 納米 FinFET 低功耗 CMOS 技術(shù)，將四個(gè)射頻( RF )通道集成到一個(gè)設(shè)備中。每個(gè)信道都可以通過利用“頻率復(fù)用”來控制 32 量子位--這種技術(shù)將可用的總帶寬劃分為一系列不重疊的頻帶，每個(gè)頻帶用于攜帶一個(gè)單獨(dú)的信號。有了這四個(gè)通道，馬嶺可以控制多達(dá) 128 量子位與單一的設(shè)備，大大減少了電纜和機(jī)架儀器的數(shù)目的需要。

忠誠度：量子比特?cái)?shù)的增加引發(fā)了對量子系統(tǒng)的能力和運(yùn)作提出挑戰(zhàn)的其他問題。其中一個(gè)潛在的影響是量子比特的保真度和性能下降。在開發(fā)馬嶺的過程中，英特爾優(yōu)化了多路復(fù)用技術(shù)，使系統(tǒng)能夠縮小和減少“相移”帶來的誤差--這種現(xiàn)象可能發(fā)生在控制不同頻率的多個(gè)量子位時(shí)，導(dǎo)致量子比特之間的串?dāng)_。工程師們可以高精度利用馬嶺調(diào)節(jié)各種頻率，使量子系統(tǒng)能夠適應(yīng)并自動(dòng)校正使用同一射頻線控制多個(gè)量子位時(shí)的相移，從而提高量子位門保真度。

靈活性：馬嶺可以覆蓋很寬的頻率范圍，既可以控制超導(dǎo)量子位元(稱為轉(zhuǎn)換子)，也可以控制自旋量子位元。Transmon 通常工作在 6-7 GHz 左右，而自旋量子位的工作頻率在 13-20 GHz 左右。英特爾正在探索硅自旋量子位元，它有可能在高達(dá) 1 攝氏度的開爾文溫度下工作。這項(xiàng)研究為集成硅自旋量子比特器件和馬嶺的低溫控制創(chuàng)造了一個(gè)解決方案，提供一個(gè)流線型封裝的量子位元和控制。

總的來說，量子計(jì)算將改變計(jì)算方式，這是毋庸置疑且意義深遠(yuǎn)的。但目前，量子計(jì)算仍然是一個(gè)非常年輕的領(lǐng)域，還存在很大的科技突破空間，它要從實(shí)驗(yàn)室走到商業(yè)市場，也并不是一件容易的事情。雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)

編譯自venturebeat

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