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英特尔实验室推出用于量子计算的低温控制芯片
2019年12月10日 由 TGS 发表
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英特尔实验室推出了首款低温控制芯片，代号为Horse Ridge，或将有望将加快量子计算系统的发展。Horse Ridge可以实现对多个量子比特的控制，并为更大系统的扩展开辟一条清晰的道路——这是通往量子实用化道路上的一个重要里程碑。量子计算的挑战在于，它现在只能在接近冰点的温度下工作。英特尔正试图改变这种情况，新推出的这款控制芯片是朝着在非常低的温度下实现控制的重要一步，有了它，装有量子计算机的冷藏箱就不再需要数百根电线。Horse Ridge是英特尔与Delft理工大学的研究合作者开发的，采用英特尔的22纳米FinFET制造技术。英特尔表示，这些控制芯片的内部制造将极大地提高公司设计、测试和优化商业上可行的量子计算机的能力。很多研究都涉及到量子位元，它可以进行同步计算。但控制量子比特给开发大规模商用量子系统带来了又一个巨大挑战。
把一大堆电子设备用技术缩小，然后装到冷藏机箱里，从而实现局部地控制量子位元，而不需要很多复杂的导线来冷却整体。在实现量子计算机的能力和潜力的竞赛中，研究人员广泛关注量子位元、测试晶片的制造，以证明少量量子位元在叠加状态下的指数能力。然而，在早期的量子硬件发展中，实现商业规模量子计算存在一个瓶颈——互连和控制电子。如今有了Horse Ridge，英特尔推出了一个解决方案，该解决方案将使公司能够控制多个量子位，并为将未来系统扩展到更大的量子位计数设定一条清晰的道路。
量子计算机有望解决传统计算机无法解决的问题，方法是利用允许量子位元同时以多种状态存在的量子物理现象。量子位元可以同时进行大量的计算，这极大地加快了解决复杂问题的速度。研究人员一直致力于建立小规模的量子系统，以证明量子设备的潜力。
在这些努力中，研究人员依靠现有的电子工具和高性能计算机架级仪器，将低温箱内的量子系统与调节量子位性能并对系统进行编程的传统计算设备连接起来。这些设备通常是定制的，用来控制单个的量子位，需要数百条连接电线连接到冰箱内外。然而，这种对每个量子位元的广泛控制电缆阻碍了将量子系统扩展到证明量子实用性所需要的数百或数千量子位元的能力，更不用说一个商业上可行的量子解决方案所需要的数百万量子位元了。
有了Horse Ridge，英特尔可以从根本上简化操作量子系统所需的控制电子设备。用高度集成的系统芯片取代这些庞大的仪器，将简化系统设计，并允许使用复杂的信号处理技术来加速设置时间、提高量子位性能，并使系统能够有效地扩展到更大的量子位计数。
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