米粒大小 英特尔发布量子计算芯片

英特尔宣布了其在量子化道路上的下一步，发布了其最新的量子芯片，一个 12 量子比特的硅基芯片，该公司称之为 " 隧道瀑布 "。不，不，没关系，你可以把那些绿钞票放在你的钱包里：英特尔目前还没有进入商业化阶段。相反，" 隧道瀑布 " 旨在成为一个研究测试芯片：它仍然是迈向未来实际量子处理单元的垫脚石。希望那些将更像英特尔自己的隧道瀑布，而不是伊朗基于亚马逊的 " 量子计算 " 技术。

【资料图】

" 隧道瀑布 " 是英特尔迄今为止最先进的硅自旋量子比特芯片，借鉴了该公司几十年的晶体管设计和制造技术。新芯片的发布是英特尔建立一个全栈式商业量子计算系统的长期战略的下一个步骤。虽然在通往容错量子计算机的道路上仍有必须解决的基本问题和挑战，但学术界现在可以探索这项技术并加速研究发展。" 英特尔量子硬件主管吉姆 - 克拉克说。

虽然知道 Tunnel Falls 只是一个研究用的测试芯片可能会让人感到不快，但这也是任何新技术经常被忽视的一个必要条件。在未来的量子计算机内进行任何工作之前，必须从今天开始进行算法、学习和方法的研究。这方面的一个问题是生产量子计算硬件的困难；从英特尔到微软、IBM、IonQ 和谷歌等少数大公司正在积极开发量子计算硬件，这是一个原因。

一张照片显示了英特尔的隧道瀑布芯片的放大图。 ( 图片来源：英特尔 )

然而，这正是英特尔使用硅旋量子比特的策略获得丰厚回报的地方：这是一种量子计算技术，可以建立在英特尔多年的芯片制造专长之上，应用其关于移动哪些杠杆以提高良率的知识。事实上，英特尔表示，隧道瀑布的制造实现了 95% 的良品率，电压均匀性与在更常见的 CMOS 工艺下制造的芯片相似。据该公司称，单个 300 毫米晶圆可提供 24,000 个量子点测试芯片，良率为 95%。

" 每个量子点设备本质上是一个单电子晶体管，这使英特尔能够使用与标准互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑加工线中使用的类似流程来制造它。"

有了这种策略，就有了一些预期的扩展优势：英特尔拥有世界上最大的半导体工厂之一的足迹。有了足够的工具和投资，该公司可能有一张王牌，可以迅速提升 QPU 的制造水平：首先，用于教育、研究和开发目的；最后，用于全面的工业生产。

一个示意图显示了 12 比特量子点门下的电子。 ( 图片来源：英特尔 )

英特尔对量子比特的选择与前沿的晶体管制造非常吻合 --Tunnel Fall 的一个量子比特大约是一个晶体管的大小。而硅自旋量子比特 -- 信息（0/1）根据单个电子的自旋特性（上 / 下）进行编码 -- 被证明是量子比特最小的可能变化之一，这一事实肯定也有助于该公司塞进成千上万 -- 或数百万 -- 的量子比特，以释放量子的潜力。

英特尔的隧道瀑布旨在为目前的研究工作添加燃料，该公司与马里兰大学的物理科学实验室（LPS）合作，学院公园的 Qubit 合作实验室（LQC）是一个国家级的量子信息科学（QIS）研究中心。在这项合作中，英特尔将参与与美国陆军研究办公室相关的 " 计算代工厂 " ( Qubits for Computing Foundry, QCF ) 计划，向研究实验室提供英特尔的新量子芯片。

英特尔坚定地表示，它认为硅自旋量子比特优于其他技术。但当然，这种分析有英特尔本身的全部力量：哪家公司不会试图从它已经拥有的技术和专业知识中提取尽可能多的价值？

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