英特尔和QuTech披露首款低温量子计较节制芯片“Horse Ridge”细节

2020年2月18日——英特尔研究院连系QuTech（由荷兰代尔夫特理工大学与荷兰国度应用科学院连系创建），在旧金山举行的2020年国际固态电路集会会议（ISSCC）上宣布了一份研究陈诉，概述了其全新低温量子节制芯片Horse Ridge的要害技能特点。该陈诉显现了Horse Ridge的要害技能手段，这些手段为强盛量子体系的构建办理了一系列重大挑衅，使该体系可以或许浮现量子适用性：可扩展性、机动性和保真度。

英特尔研究院首席工程师Stefano Pellerano手持Horse Ridge芯片。新款的低温节制芯片将加速全仓库量子计较体系的成长，在贸易上可行的量子计较机成长历程中，这是一个重要里程碑。（图片来历：Walden Kirsch/英特尔公司）

英特尔研究院量子硬件总监Jim Clarke暗示：“现在，量子研究职员只用到少量的量子位，他们行使的是局限较小、定制化的体系，有着伟大的节制和互连机制。英特尔的Horse Ridge大大低落了这种伟大性。为了实现量子适用性必要数千个量子位，而通过体系性地将局限扩展至数千个量子位，我们正继承稳步推进，让贸易上可行的量子计较在将来成为实际。”

落实量子适用性是一场漫长的马拉松，而量子研究界今朝才方才跑完这场马拉松的头一公里。要想将量子计较应用于现实题目，就必需能扩展到数千个量子位，同时还要节制这些量子位，并担保高保真度。Horse Ridge行使高度集成的片上体系（SoC）来加速配置速率，极大地简化了当前运行量子体系所需的伟大节制电子装备，并改造了量子位机能，同时还使体系可以或许高效扩展到量子计较所需的更多量子位，以便办理现实存在的实际应用题目。

研究陈诉中包罗的要害技能细节：

可扩展性：回收英特尔22nm FFL（FinFET低功耗）CMOS技能陈设的集成式SoC计划，将4个射频（RF）频道集成到一个装备之中。操作“频率复用”技能，每一个频道可以节制多达32个量子位。该技能将多路基带信号调制到一系列不重叠的频带上，每个频带用来传送单独的信号。

操作这4个频道，Horse Ridge可望通过单个装备节制多达128个量子位，与以往对比能明显镌汰所需的电缆和机架仪表数目。

保真度：量子位数目的增进会其他题目，对量子体系容量和运行提出挑衅。这方面的隐藏影响之一就是量子位保真度和机能的降落。在开拓Horse Ridge的进程中，英特尔优化了频率复用技能，该技能可以支持体系扩展，并镌汰“相移”错误。相移是指在差异频率节制多个量子位时呈现的一种征象，会导致量子位之间的串扰。

Horse Ridge行使的多个频率可以高精度“调谐”，使量子体系在用统一射频线路节制多个量子位时，可以或许顺应并自动校正相移，进步量子门保真度。

机动性：Horse Ridge可以包围很宽的频率范畴，可以或许节制超导量子位（称为传输子）和自旋量子位。传输子的频率凡是在6千兆赫（GHz）至7千兆赫阁下，而自旋量子位频率则为13千兆赫至20千兆赫阁下。

英特尔正在研究硅自旋量子位，这种量子位有也许在高达1开尔文的温度下事变。有了这项研究奠基的基本，英特尔有望乐成集成硅自旋量子位器件和Horse Ridge的低温节制器，从而建设一种办理方案，将量子位和节制器件集成到一个精简封装中。

（编辑：河北网）

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