英特爾量子計算項目有了新進展。

英特爾實驗室策劃工程師Stefano Pellerano稱，新的低溫控制晶片將加速全堆疊量子計算系統的發展，標誌著商業上可行之量子電腦發展的一個里程碑。

據外媒報導，日前在舊金山舉行的國際電話會議上，英特爾和QuTech表示，正在為新的低溫控制晶片「Horse Ridge」的設計技術揭秘。

英特爾實驗室和QuTech研究人員，在一篇研究論文中概述了新型低溫量子控制晶片的技術特點。英特爾表示，他們設計了可伸縮的晶片級系統(SOC)，使其在低溫下工作，簡化了控制電子和互連線，使其能夠優雅地進行規模和操作大型量子計算系統。

「Horse Ridge」則解決了，在建立一個足以展示量子實用性的量子系統方面的基本挑戰：可伸縮性、靈活性和保真度。

目前，量子計算的挑戰在於，它只能在接近冰點的溫度下工作。而英特爾正在試圖改變這一狀況，使晶片朝著在極低溫度下實現控制邁出了一步，因為它消除了數百條線進入一個裝有量子電腦的冷藏箱。

目前，量子研究人員只使用少量的量子位或量子比特，由複雜的控制和互連機制所包圍的較小的、訂製的系統。英特爾的「Horse Ridge」，則大大降低了這一複雜性。

英特爾實驗室（Intel Labs）量子硬體主管Jim Clarke，在一份聲明中表示，英特爾系統地致力於將量子實用所需的量子比特擴展到數千位，從而在使商業上可行的量子計算成為現實方面取得了平穩進展。

將量子計算應用於現實世界中的問題，首先取決於同時具有高保真度的數千個量子位的擴展和控制能力。

英特爾表示，「Horse Ridge」透過使用高度集成的SOC，來簡化目前運作這樣一個量子系統所需的複雜控制電子設備，以加快啟動時間，改善量子位性能，並有效地擴展到實際應用所需的更大的量子位數。

ISSCC檔重點介紹了三個關鍵領域的技術細節：

可伸縮性：集成SoC設計ｍ，採用Intel的22奈米FinFET低功耗CMOS技術，將四個無線電頻率( RF )通道集成到一個設備中。每個通道都可以利用「頻率複用」來控制 32 量子位。這種技術將可用的總頻寬劃分為一系列不重疊的頻帶，每個頻帶用於攜帶一個單獨的訊號。有了這四個通道，「Horse Ridge」可以控制多達128量子位元與單一的設備，大大減少了電纜和機架儀器數目的需要。

忠誠度：量子比特數的增加，引發了對量子系統的能力和運作提出挑戰的其他問題。其中一個潛在的影響，是量子比特的保真度和性能下降。在開發「Horse Ridge」的過程中，英特爾優化了多工技術，使系統能夠縮小和減少「相移」帶來的誤差。這種現象可能發生在控制不同頻率的多個量子位元時，導致量子比特之間的串擾。工程師們可以高精度利用「Horse Ridge」調節各種頻率，使量子系統能夠適應，並自動校正使用同一射頻線控制多個量子位時的相移，從而提高量子位門保真度。

靈活性：「Horse Ridge」可以覆蓋很寬的頻率範圍，既可以控制超導量子位元(稱為轉換子)，也可以控制自旋量子位元。Transmon通常工作在6～7 GHz左右，而自旋量子位元的工作頻率在13-20 GHz左右。英特爾正在探索矽自旋量子位元，它有可能在高達1攝氏度的克耳文溫度下工作。這項研究為集成矽自旋量子比特器件，和「Horse Ridge」的低溫控制創造了一個解決方案，提供一個流線型封裝的量子位元和控制。

總歸而言，量子計算將改變計算方式，這是毋庸置疑且意義深遠的。但目前，量子計算仍然是一個非常年輕的領域，還存在很大的科技突破空間，它要從實驗室走到商業市場，也並不是一件容易的事情。

本文為雷鋒網授權刊登，原文標題為「量子計算商用新的里程碑？英特爾和 QuTech 推出了用於量子計算的馬嶺低溫控制晶片」