北京2017年10月12日電 /美通社/ -- 英特爾近日宣布攜手荷蘭研發(fā)合作伙伴QuTech成功測(cè)試17量子位超導(dǎo)計(jì)算芯片。這款全新超導(dǎo)計(jì)算芯片由英特爾制造并采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)，以期提高產(chǎn)量和性能。
這款芯片展示了英特爾和QuTech在研究和開(kāi)發(fā)量子計(jì)算系統(tǒng)工作中所取得的快速進(jìn)展。它還凸顯了材料科學(xué)和半導(dǎo)體制造在實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算方面的重要性。
從本質(zhì)上說(shuō)，量子計(jì)算就是并行計(jì)算的終極目標(biāo)，有著攻克傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)解難題的巨大潛力。量子計(jì)算機(jī)可以模擬自然，以推進(jìn)化學(xué)、材料科學(xué)和分子建模的研究。例如，量子計(jì)算機(jī)可以協(xié)助創(chuàng)造一種新的催化劑來(lái)隔離二氧化碳、開(kāi)發(fā)室溫超導(dǎo)體或發(fā)現(xiàn)新藥。
然而，盡管取得了很多實(shí)驗(yàn)性的成果與推論，構(gòu)建能夠保證精準(zhǔn)輸出的、可行的、且大規(guī)模的量子系統(tǒng)仍然存在很多固有的挑戰(zhàn)。如何使量子位（量子計(jì)算的構(gòu)建塊）統(tǒng)一和穩(wěn)定就是其中一個(gè)障礙。
量子位極為脆弱，任何噪聲、甚至無(wú)意的觀測(cè)都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。這種脆弱性要求它們必須在20毫開(kāi)爾文的溫度下運(yùn)行 -- 比外太空還要冷250倍。這種極端的操作環(huán)境使量子位封裝成為決定性能和功能的關(guān)鍵。位于俄勒岡的英特爾組件研究事業(yè)部（CR）以及位于亞利桑那的組裝測(cè)試與技術(shù)開(kāi)發(fā)（ATTD）團(tuán)隊(duì)不斷突破芯片設(shè)計(jì)和包裝技術(shù)的極限，以應(yīng)對(duì)量子計(jì)算的獨(dú)特挑戰(zhàn)。
這款全新17量子位測(cè)試芯片體積約定于一枚25美分的硬幣（相當(dāng)于人民幣1元硬幣），且在一個(gè)約30mm x 2mm的體積內(nèi)封裝，其改進(jìn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)包括：
英特爾公司副總裁兼英特爾研究院院長(zhǎng)Michael Mayberry表示：“我們的量子研究已經(jīng)發(fā)展到基于領(lǐng)先的制程工藝，不斷研制量子測(cè)試芯片，通過(guò)合作伙伴QuTech模擬量子算法負(fù)載。英特爾在制造、控制電子和架構(gòu)方面的專長(zhǎng)使我們脫穎而出，從神經(jīng)元計(jì)算到量子計(jì)算，我們正在開(kāi)拓新的計(jì)算模式?！?/p>
2015年開(kāi)始，英特爾與學(xué)術(shù)界合作伙伴QuTech的合作加快了量子計(jì)算的進(jìn)展。從那時(shí)起，雙方的合作樹立了一個(gè)又一個(gè)里程碑 -- 從展示集成了低溫CMOS控制系統(tǒng)的關(guān)鍵電路模塊，到在英特爾300毫米制程技術(shù)上開(kāi)發(fā)自旋量子位制造流程，再到為超導(dǎo)量子位開(kāi)發(fā)獨(dú)特的封裝解決方案。這一合作大大縮短了從設(shè)計(jì)到制造，直至測(cè)試的整個(gè)周期。
來(lái)自QuTech的Leo DiCarlo教授表示：“憑借這個(gè)測(cè)試芯片，我們將專注于連接、控制、測(cè)量多個(gè)糾纏量子位，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤修正方案和邏輯量子位。這項(xiàng)工作將使我們對(duì)量子計(jì)算有更多更新的見(jiàn)解，從而塑造下一個(gè)發(fā)展階段。”
推進(jìn)量子計(jì)算系統(tǒng)：
英特爾和QuTech在量子計(jì)算方面的合作遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了超導(dǎo)量子位設(shè)備的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。雙方的合作覆蓋整個(gè)量子系統(tǒng) -- 或“堆棧” -- 從量子位設(shè)備到控制這些設(shè)備以及量子應(yīng)用所需的硬件和軟件架構(gòu)。所有的這些元素在將量子計(jì)算從研發(fā)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過(guò)程中都起著至關(guān)重要的作用。
此外，與其它廠商不同，英特爾正在研究多種量子位類型。其中包括納入這款最新測(cè)試芯片的超導(dǎo)量子位，以及硅片中一個(gè)名為自旋量子位的替代類型。這些自旋量子位類似于一個(gè)電子晶體管，在很多方面都與傳統(tǒng)晶體管非常接近，并有可能通過(guò)相近的制程來(lái)制造。
盡管量子計(jì)算機(jī)有望通過(guò)更高的效率和性能來(lái)解決一些問(wèn)題，但是它們并不會(huì)完全取代傳統(tǒng)計(jì)算或神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等其它新興技術(shù)。我們需要摩爾定律帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，這樣才能發(fā)明并開(kāi)拓這些新興科技。
英特爾的投資不僅是為了發(fā)明新的計(jì)算方式，也是在推進(jìn)摩爾定律的發(fā)展，使未來(lái)的一切成為可能。
