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英特爾低溫量子計(jì)算控制芯片“Horse Ridge”細(xì)節(jié)曝光

來(lái)源:IT之家 2020-02-19 17:28 http://www.413629.com/

  英特爾低溫量子計(jì)算控制芯片“Horse Ridge”細(xì)節(jié)曝光

  2月18日,英特爾研究院聯(lián)合QuTech,在舊金山舉辦的2020年國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)上發(fā)布了一份研究報(bào)告,概述了其全新低溫量子控制芯片Horse Ridge的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)。

  英特爾表示,落實(shí)量子實(shí)用性是一場(chǎng)漫長(zhǎng)的馬拉松,而量子研究界目前才剛剛跑完這場(chǎng)馬拉松的頭一公里。要想將量子計(jì)算應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題,就必須能擴(kuò)展到數(shù)千個(gè)量子位,同時(shí)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(tǒng)(SoC)來(lái)加快設(shè)置速度,極大地簡(jiǎn)化了當(dāng)前運(yùn)行量子系統(tǒng)所需的復(fù)雜控制電子設(shè)備,并改進(jìn)了量子位性能,同時(shí)還使系統(tǒng)能夠高效擴(kuò)展到量子計(jì)算所需的更多量子位,以便解決實(shí)際存在的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題。

  Horse Ridge關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)如下:

  可擴(kuò)展性:采用英特爾22nm FFL(FinFET低功耗)CMOS技術(shù)部署的集成式SoC設(shè)計(jì),將4個(gè)射頻(RF)頻道集成到一個(gè)設(shè)備之中。利用“頻率復(fù)用”技術(shù),每一個(gè)頻道可以控制多達(dá)32個(gè)量子位。該技術(shù)將多路基帶信號(hào)調(diào)制到一系列不重疊的頻帶上,每個(gè)頻帶用來(lái)傳送單獨(dú)的信號(hào)。

  利用這4個(gè)頻道,Horse Ridge可望通過(guò)單個(gè)設(shè)備控制多達(dá)128個(gè)量子位,與以往相比能顯著減少所需的電纜和機(jī)架儀表數(shù)量。

  保真度:量子位數(shù)量的增加會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題,對(duì)量子系統(tǒng)容量和運(yùn)行提出挑戰(zhàn)。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(kāi)發(fā)Horse Ridge的過(guò)程中,英特爾優(yōu)化了頻率復(fù)用技術(shù),該技術(shù)可以支持系統(tǒng)擴(kuò)展,并減少“相移”錯(cuò)誤。相移是指在不同頻率控制多個(gè)量子位時(shí)出現(xiàn)的一種現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致量子位之間的串?dāng)_。

  Horse Ridge使用的多個(gè)頻率可以高精度“調(diào)諧”,使量子系統(tǒng)在用同一射頻線路控制多個(gè)量子位時(shí),能夠適應(yīng)并自動(dòng)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(dǎo)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(dá)1開(kāi)爾文的溫度下工作。有了這項(xiàng)研究奠定的基礎(chǔ),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(chuàng)建一種解決方案,將量子位和控制器件集成到一個(gè)精簡(jiǎn)封裝中。

原標(biāo)題:英特爾披露首款低溫量子計(jì)算控制芯片“Horse Ridge”細(xì)節(jié)
責(zé)任編輯:李曉靈
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