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英特尔发布首款低温控制芯片:加速量子计算开发

12月11日消息,据外媒报道,英特尔研究院宣布推出首款低温控制芯片实现了对多个量子位的控制,以加快全栈量子计算系统开发。

该款芯片代号为“Horse Rdige”,是一款高度集成的混合信号系统,芯片命名灵感来自美国俄勒冈州最冷的一个地区。这款芯片是由英特尔、QuTech(荷兰代尔夫特理工大学与荷兰国家应用科学院联合创立)共同打造,采用英特尔22nm FinFET工艺制造,其中控制芯片的制造在英特尔内部完成,极大地提高了Intel在设计、测试和优化商业上可行的量子计算机的能力。

Horse Rdige的强大之处在于其能够在4开尔文的低温下工作,只比绝对零度高一点点,这种温度的工作环境下足让原子停止运动。Horse Ridge能够在超低温环境下工作的原因在于,从根本上简化了运行量子系统所需的控制电子设备,通过用高度集成的SoC系统芯片代替庞大的仪器,并允许使用复杂的信号处理技术来加快设置时间、改善量子位性能,能够高效扩展到更多的量子位。

科技巨头积极布局量子计算

所谓的量子计算,是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。量子计算机有望解决传统计算机无法处理的问题,因为量子位可以同时以多种状态存在。借助这一量子物理学现象,量子位能够同时进行大量计算,从而大大加快了解决复杂问题的速度。

早在2017年,就有消息报道称英特尔在量子计应用上迈出了一大步,开发出了一种新型超导芯片,并把它交给了荷兰合作伙伴QuTech测试。这也让人们意识到,量子计算或将是下一个重大技术变革;在2018年CES大会上,英特尔再次公布了一款49 qubit量子芯片,CEO Brian Krznich称其为量子计算领域的突破性进展,同时也代表着“量子优势”的下一步方向。

近年来,科技巨头纷纷投入对量子计算的研发中,热度持续高涨。比如人们熟知的谷歌、IBM、微软等科技公司,都开始积极研究这项技术。在今年5月,微软联手Alphabet合作推出量子计算编程课,囊括量子计算理论、微软的量子计算编程语言Q#以及如何为从简单到复杂的情景编写程序。

同年11月,IBM也宣布了自己的量子计算进展,一是首款上线的IBM Q系统将配备20量子比特处理器,同时在超导量子比特设计、连接性和应用开发包方面都将有所改善。二是成功构建并测量了具有类似性能指标的50量子比特原型处理器。这款新的处理器扩展了20量子比特架构,将会在下一代IBM Q系统中使用。

谷歌的量子计算进展或许最为超前。在近日谷歌还成功演示了利用实验性量子计算机,在大约200秒内完成传统超级计算机一万年才能完成的计算量,引发人们热议。

量子计算的出现或许能让计算机的计算能力大幅度提升,它是属于未来的先进技术。但是要想实现大规模量子计算还要面对不少问题,如何长时间地保持足够多的量子比特的量子相干性,同时又能够在这个时间段之内做出足够多的具有超高精度的量子逻辑操作,要实现这些目标依然有很长的路要走。

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