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英特爾發布Horse Ridge超低溫量子計算控制芯片

2020-02-19 15:53:46來源:IT之家

2月19日消息 IT之家從英特爾官方獲悉,2月18日,英特爾研究院聯合QuTech,在舊金山舉辦的2020年國際固態電路會議(ISSCC)上發布了一份研究報告,概述了其全新低溫量子控制芯片Horse Ridge的關鍵技術特點。

英特爾表示,落實量子實用性是一場漫長的馬拉松,而量子研究界目前才剛剛跑完這場馬拉松的頭一公里。要想將量子計算應用于實際問題,就必須能擴展到數千個量子位,同時還要控制這些量子位,并保證高保真度。HorseRidge使用高度集成的片上系統(SoC)來加快設置速度,極大地簡化了當前運行量子系統所需的復雜控制電子設備,并改進了量子位性能,同時還使系統能夠高效擴展到量子計算所需的更多量子位,以便解決實際存在的現實應用問題。

IT之家了解到,Horse Ridge關鍵技術細節如下:

可擴展性:采用英特爾22nm FFL(FinFET低功耗)CMOS技術部署的集成式SoC設計,將4個射頻(RF)頻道集成到一個設備之中。利用“頻率復用”技術,每一個頻道可以控制多達32個量子位。該技術將多路基帶信號調制到一系列不重疊的頻帶上,每個頻帶用來傳送單獨的信號。

利用這4個頻道,Horse Ridge可望通過單個設備控制多達128個量子位,與以往相比能顯著減少所需的電纜和機架儀表數量。

保真度:量子位數量的增加會帶來其他問題,對量子系統容量和運行提出挑戰。這方面的潛在影響之一就是量子位保真度和性能的下降。在開發Horse Ridge的過程中,英特爾優化了頻率復用技術,該技術可以支持系統擴展,并減少“相移”錯誤。相移是指在不同頻率控制多個量子位時出現的一種現象,會導致量子位之間的串擾。

Horse Ridge使用的多個頻率可以高精度“調諧”,使量子系統在用同一射頻線路控制多個量子位時,能夠適應并自動校正相移,提高量子門保真度。

靈活性:Horse Ridge可以覆蓋很寬的頻率范圍,能夠控制超導量子位(稱為傳輸子)和自旋量子位。傳輸子的頻率通常在6千兆赫(GHz)至7千兆赫左右,而自旋量子位頻率則為13千兆赫至20千兆赫左右。

英特爾正在研究硅自旋量子位,這種量子位有可能在高達1開爾文的溫度下工作。有了這項研究奠定的基礎,英特爾有望成功集成硅自旋量子位器件和Horse Ridge的低溫控制器,從而創建一種解決方案,將量子位和控制器件集成到一個精簡封裝中。

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